Metallurgia: Appunti

METALLURGIA:

segna da SCIENZA MATERIALI

Microstruttura: forma e disposizione che assumono le fasi stabili.

ACCIAI:

Ferrite + perlite

Perlite + cementite (p)

Nella zona perlitica dipende molto la c% di carbonio.

• Ferrite
• Ferrite (0,45%C)
• Ferrite (0,65%C)

Procedimenti per analizzare le liosfaniti:

Taglio il pezzo con una lama rotante raffreddata a getto di H₂O, poi lo introduco in un cilindro riscaldato al massimo A questo punto lungo la superficie del cilindro (SPALMATURE) con carta vetrata maché la prima parte superficiale è stata riscaldata e quindi è una liosfanita del venene nei possibili framment rischia levigandduras elevato e profondità di campo ridottissima (A.J.ciplista di vente a fuoco). Trovata dell’esame lucidato con delle partictapre movavire & grapf pela tare absentza.

In aquità il exina il campione in una mone soluzione che fan ginze le fani maniari i c₂, verduce delle difpairene di rifratt₆: ti dalla..urre in etching verta anche il medro sérale troppo in l'attelette e non si distangurscovì le fani. S'ura di n’alo di NITAL (Solo. di HNO₃ in alcool etico)

Perché il C ha molta più solubilità in γ (2,1) che in α? (0,02)

Nella struttura γ il raggio atomico aumenta tantissimo: 3,61 Å

α - CCC

γ - CFC

δ - CCC

γ al centro della cella rimane un sito molto grande, 0,52 Å, dove il C si inserisce molto facilmente

Al contrario in α e δ ci sono molti più siti, che però sono molto ridotti in dimensione

TRASFORMAZIONI dell’AUSTENITE

Quasi tutte le trasformazioni e quindi i raffreddamenti avvengono velocemente → FUORI EQUILIBRIO → il diagramma di stato non e' rappresentativo, ma considerando le concentrazioni canoniche.

I CURVE TTT (Tempo, Temp., Trasformaz.)

DIAGRAMMI ISOTERMI

Sono immaginate a partire dal campo monofasico γ e poi portate isoteramente ad un’altezza T_f che e' posto sull’asse y. A questo punto lo mantengo a questo T per un certo t (asse x) e ottengo anche i stati continui che costano procedendo a questo punto con un’infinità arrivo e poi trasformazioni (inizio e fine), ottenendole sperimentalmente.

Es: se raffreddate fino a T_f, all'inizio l’austenite instabile poi → ferrit e cementit.

Ai T_f vicina a 723° ottengo la perlite classica, ma se diminuisco via via la T_f ottengo perlite sempre più fine (α+Cementit menyhaniche) si struttura denominata Bainite → molto meno fragile

In realtà in fondo le curve di Bain non sono sbagliate: è così delle orizzontali.

Sotto il punto M_s ottengo la Martensite, la cui quantità dipende dalla T_f di raffreddamento.

Sotto la linea M_f (end) → solo Martensite (tranne): superiore: lamelle del ferrite con dispersione di pacchetti le cementite inferiore: struttura aciculara del ferrite con lamelle di cementite

BAINITE

• superiore: lamelle del ferrite con dispersione di pacchetti di cementite
• inferiore: struttura aciculara del ferrite con lamelle di cementite

MARTENSITE

Ha un suo reticolo cristallografico ben precisa (e' perlite) il passaggio di austenite a 723° una T_c compresa tra M_s ed M_c, passando quindi da FCC (cubico centrato) essendo non consentito al carbonio di uscire e reticolo distinto.

_{RETICOLO TETRAGONALLE a C.C.}

TRATT.T. BONIFICA (tempering)

Lo è definito come la somma successiva di TEMPRA + RINVENIMENTO

⇒ Composto da 6 fasi:

ottengo infine MARTENSITE INDURITA

Esistono diagrammi che identificano l’effetto della temperatura di rinvenimento sulle caratteristiche meccaniche di un acciaio → non sceglie la T° di rinvenimento a seconda delle caratteristiche.

Questi trattamenti sono definiti MASSIVI ci sono anche altri trattamenti, ad esempio che riguardano solo le superfici ecc.

2) DEFORMABILITÀ

l'attitudine del materiale alla deformazione a caldo o freddo.

• Si misura con: rapporti limiti di elasticità
• piano di instabilità
• prove deformabilità a caldo

3) RESILIENZA

Quantità di energia che rompe il materiale tramite urto.

• Si misura con le prove di resilienza (Charpy).
• Diminuisce con il diminuire del To ed è una propr. anisotropa (in prodotti piano dipende dalle direzione).

4) SALDABILITÀ

(welding)

l'attitudine del materiale alla giunzione, con o senza apporti di materiali.

• deve C_eqv < 0,25% C, altrimenti salda male.

C_eqv = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + ...

ACCIAI speciali da COSTRUZIONE

• Spesso si richiede composizione e trattamenti.

Inox Ferritici

Le basse C (<0,1%) alte Cr (13-18%)

Proprietà:

• ver. mecc. meno performanti di austenitici: (<A_t, <R_p, <R_m)
• ferromagnetici
• tenacità a temp. basse
• problemi saldabilità
• resistono a corrosione tensione
• resistono bene alla corrosione cinetica (scc)

+ comuni: AISI 430

Inox Austenitici

Le basse C (<0,1%), Cr (18-24), Ni (8-20)

Proprietà:

• più performanti dei ferritici (A_t, R_p, R_m)
• non sono ferromagnetici
• si incrudiscono facilmente
• ottima saldabilità
• ottima resistenza a corrosione
• subiscono SCC

+ comuni: AISI 316 AISI 304

Inox Austenitici al Manganese

Le C (<0,1%), Cr (16-18), Mn (5-10), Ni (3-6)

Proprietà:

• propr. mecc. simili austenitici
• non ferromagnetici
• res. corrosione ridotta risp. Ni
• incrudiscono maggiormente risp. Ni

Martensitici

Le medie C (0,4-1,2), Cr (17-18)

Proprietà:

• temprabili
• diminuzione tenacità a T basse
• res. a corrosione altrimenti acc. T.T.

+ comuni: AISI 420

SIDERURGIA

Il processo di lavorazione dei metalli.

Viene introdotta la carica (mat. al alto contenuto di Fe) e carbone _CO C, con aggiunta di aria per fare avvenire la combustione.

Le ceneri vanno in alto e il metallo ridotto (bagno) viene contatto.

Le cene vanno negli impianti moderni a siviere dove si ha un notevole tonno di C. In forma gassosa Per cui etc.

I.e. prodotto (x) viene versato ad essere una lingottiera (molti problemi). Questo evitare perché le nucleazione eterogenea causa difetti che lo presentano.

Poi vengono quindi introdotto fra in un tubo di rame, raffreddato e uscito, dove esce.

RINFORZO DEI MATERIALI METALLICI

1. Incrudimento
2. Affinazione grano
3. Lega
4. Precipitati

1. INCRUDIMENTO

→ aumentare il numero di dislocazioni del materiale (dislocazioni diverse si ostacolano nello scomone)

• Mediante deformazione plastica, a freddo (eccitazione per lavorazione o faginezione) - non richiede poi T.T.

2. AFFINAZIONE GRANO

→ aumentare i bordi di grano che ostacolano il movimento delle dislocazioni: → grani piccoli = res. mecc ↑↑

L. equazione Hall-Petch

σ_E = σ₀ +

Trattamenti Termochimici

Cementazione

1. Carbocementazione

• Diffusione di C in certi tipi di acciaio, provocando un indurimento della superficie.
• Per questo deve esserci un notevole gradiente di concentrazione per far diffondere il carbonio nella superficie aumentandone la durezza.

2. Assunto alto: presenza di molecole di idrocarburi.

• Per ottenere un cuore relativamente tenace.
• All'inizio delle operazioni può migliorare la superficie dell'acciaio esposto.

È possibile fare anche un ciclo di cementazione con varie tempistiche di trattamento.

Aumento resistenza usura e una possibile distorsione delle pezze dovute a variazioni strutturali.

• Carbonitrurazione

2. La carbonitrurazione è un processo simile che comporta la diffusione di atomi di N nel materiale.