Acciai, Metallurgia e materiali non metallici

R

 , Rm, limite elastico e di fatica elevati + tenacità e allungamenti a rottura

P02

accettabili

Si suddividono in 5 classi, ad ognuna delle quali corrispondono composizioni chimiche e

ciclo di produzione con trattamenti ben definiti e caratteristiche meccaniche particolari.

Queste 5 classi sono:

Acciai da bonifica

- Acciai autotempranti

- Acciai per molle

- Acciai da cementazione

- Acciai da nitrurazione

-

Ciclo di lavorazione base

Rigenerazione:

1) Normalizzazione= (processo iper-critico) omogeneizzazione dei grani

a. Ricottura di lavorabilità= (processo sub-critico) si riduce la durezza senza

b. modificare eccessivamente la struttura ottenuta tramite normalizzazione.

Sgrossatura: viene eliminato metallo fino ad ottenere all’incirca le dimensioni finali

2) Tempra

3) Rinvenimento

4) Finitura

5) (Lucidatura: solo per acciai da nitrurazione)

6)

Acciai da bonifica

Il ciclo di lavorazione è quello base degli acciai speciali da costruzione, ma per gli acciai

da bonifica si ha:

tempra + rinvenimento (600°C)

- 0,2 – 0,6 %C

-

Acciai autotempranti

Acciai che prendono tempra raffreddandosi in aria

Caratteristiche:

0,3 – 0,4 %C

- 5 < Ni+Cr+C < 7

- Trinv (temperatura di rinvenimento)= 180-200°C

-

Le curve CCT:

Non devono essere spostate troppo a sinistra

-  la tempra in aria non porterebbe a struttura

martensitica

Non devono essere spostate troppo a destra

-  Si rischierebbe di ottenere martensite anche con

raffreddamenti in forno

Vantaggi:

Durezza e caratteristiche tensili elevate anche a cuore

- Temprabilità notevole

- Limitate deformazioni durante TT

- Rispetto ad acciai da cementazione e nitrurazione semplificazione del ciclo

- produttivo

Acciai per molle

Elementi che lavorano in campo elastico, spesso soggetti a fatica

R

 elevato limite elastico (correlato a ) e limite di fatica

P02

Composizione chimica:

Elementi caratteristici:

- C : 0.6-1%

Si : (aumenta Rp02/Rm)

Altri elementi:

- Cr, V, Mo (aumentano la temprabilità e Rm)

Ciclo di lavorazione:

T Rinvenimento: 400-450°C

- Pallinatura a fine ciclo: incrudimento superficiale e sforzi residue di compressione

-

Acciai per molle:

Legati: (grandi componenti) Si% > 1%

- Al solo carbonio: (piccoli componenti)  bassa durezza, alta deformabilità

-

N.B: L’avvolgimento della molla è eseguito a T>Taust, prima del trattamento termico

- Non c’è NICHEL, in quanto non ha senso ottenere miglioramento della tenacità

- La pallinatura, processo in cui la superficie è colpita da microscopiche sferette in

- metallo, incrudisce la superficie inducendo compressioni che si oppongono allo

sforzo di trazione a cui sono soggette.

Acciai da cementazione

Ciclo di lavorazione:

Rigenerazione (normalizzazione +ricottura di lavorabilità)

- Sgrossatura

- Cementazione (870-900°C)

- Tempra (semplice o doppia)

- Rinvenimento a 150°C

- Finitura (rettifica)

-

Composizione chimica:

C <0.2%

- Cr/Mo/Mn  Formano carburi che a Tcement impediscono la crescita del grano

-  Aumentano la temprabilità e le caratteristiche meccaniche

Ni  Abbassa A3, con minori Tcement e minor ingrossamento grano

-  Aumenta temprabilità e tenacità

Cementazione

Trattamento termochimico che consiste nel porre il pezzo da cementare in un ambiente

ricco di carbonio. Il carbonio si deposita sulla superficie del pezzo aumentando la sua

durezza superficiale.

Il carbonio permette, dopo la tempra, di ottenere superficialmente MARTENSITE. Per

questo il processo di cementazione viene eseguito prima della tempra e si esegue a T>A3.

Profili di cementazione ISOCEMENTAZIONE:

- ottimale, la dolcezza

decresce in modo

graduale

IPOCEMENTAZIONE: la

- %C è troppo bassa 

acciaio troppo morbido

IPERCEMENTAZIONE: la

- %C è troppo alta  rischio

di rottura in quanto

aumenta la fragilità

Si possono tracciare profili di

durezza che permettono di

sapere fino a quale profondità

bisogna arrivare per ottenere

una alta durezza superficiale.

Tempra semplice o doppia Una volta cementato, il pezzo

presenta diverse composizione e

quindi diverse temperature di

austenitizzazione (minori in

superficie dove vi è

composizione eutettoidica).

Detto questo, per temprare tutto il

pezzo, è necessario raggiungere

Taust del cuore che è molto

maggiore di Taust della superficie

 1^ tempra: avrò martensite a

cuore e in superficie, ma con

grani grossi in superficie.

Si ha quindi che il procedimento della tempra doppia consiste in:

1^ tempra

1) Riscaldamento del pezzo a T> Ta superficie, in modo da austenitizzare molto la

2) superficie ma poco il cuore (è come se si cercasse di ottenere martensite in

superficie e si ha rinvenimento al cuore)

2^ tempra: la martensite grossolana, perché formatasi da grani grossolani di

3) austenite, diventa austenite e ricristallizza. Si forma austenite con grani molto più

piccoli  martensite fine.

N.B: la tempra doppia si usa quando vi è molta differenza tra Ta del cuore e Ta della

superficie (>100°C). Se non vi è una gran differenza tra le due temperature di

austenitizzazione (<100°C), la martensite superficiale formatasi sarà già abbastanza fine.

Acciai da nitrurazione

Ciclo di lavorazione:

Rigenerazione (normalizzazione + ricottura di lavorabilità)

- Sgrossatura

- Tempra

- Rinvenimento (600°C)

- Nitrurazione (500 – 520°C)

- Finitura

- Lucidatura

-

Composizione chimica:

%C = 0,3 – 0,4%

- Cr: aumenta temprabilità

- Mo: evita fragilità da rinvenimento (1/4, 1/5 %Cr)

- Al: forma nitruri, innalza Teutett (ferritizzante)

- Ni: non presente in quanto abbasserebbe Teutett

-