Riassunto per l'orale di materiali metallici

DIAGRAMMI DI STATO

Indica quali sono le fasi presenti, la composizione delle stesse e la loro percentuale rispetto al totale, quando sono note le sole variabili indipendenti temperatura e composizione.

DIAGRAMMA DEL FERRO PURO

È rappresentato da un asse poiché la composizione è costante (esiste una sola fase, al 100% di Fe).

1539°C Fe

1392°C Fe γ

911°C Fe β

Fer α

100% Fe

REGOLA DELLE FASI DI GIBBS

V = n - f + Φ

• V: varianti del sistema
• n: numero dei componenti indipendenti del sistema
• f: fasi presenti
• Φ: fattori fisici attivi (in genere T e P, in genere quindi Φ = 2)

es.: metallo puro V = 1 - f + 1 = 2 - f (se consideriamo P e A costante, perciò Φ = 1)

es.: sistema binario V = 2 - f + 1 = 3 - f (se consideriamo P e A costante, perciò Φ = 1)

DIAGRAMMA DELL'ACQUA

X _liquido ^solido

• X: punto triplo
• A: equilibrio solido-vapore
• B: equilibrio liquido-solido
• C: equilibrio liquido-vapore

solido: V = n + f + Φ = 1 - 1 + 2 = 2

(posso variare indipendentemente sia T che P in un intervallo piccolo senza che vari il sistema di equilibrio del sistema, cioè senza cambiare stato solido)

linea c (eq. liquido-vapore): V = 1 - 2 + 2 = 1

(posso variare indipendentemente solo un parametro, infatti, per variare lo stesso stato di equilibrio, dipende dal primo parametro)

PUNTO TRIPLO (x):

Linea posso trovare nulla se voglio mantenere l'equilibrio.

DIAGRAMMA DI STATO BINARIO

lettura verticale: stata in lega a composizione x: sotto leggo dove evolve la struttura

Fusione di A puro

Fusione di B puro

SISTEMA CON MISCIBILITÀ COMPLETA ALLO STATO LIQUIDO E SOLIDO

STATO LIQUIDO

liquidus

STATO SOLIDO+LIQUIDO

solidus

STATO SOLIDO

Nel punto 1 ho un'unica fase (liquida)

Nel punto 2 ho due fasi all'equilibrio con V=1 Le composizioni delle fasi sono univocamente determinate.

REGOLA DELLA LEVA INVERSA

M_BL + M_BS = M_BT

M_BL

M_BS

M_BT

massa liquida di B

massa solida di B

massa totale di B

M_AL

M_AS

M_AT

massa liquida di A

massa solida di A

massa totale di A

punto 0: fase liquida al 100% con composizione C₀

punto 1: fase liquida al 100% con composizione C₀, fase α allo 0% con composizione C₁

punto 2: fase liquida con composizione C_L e fase α con composizione C₁ le quantità si ottengono con la regola della leva

punto 3: fase liquida al 0% con composizione C_L, fase α al 100% con composizione C₁

punto 4: fase α al 100% con composizione C₁

punto 5: fase α al 100% con composizione C₀, fase β allo 0% con composizione C₃

punto 6: fase α con composizione C₃ e fase β con composizione C_βla fase β si forma con precipitato a bordogran

LEGA EUTETTICA

punto 0: fase liquida C₀ al 100%

punto 1: fase α C₁ fase β C₃ quantità con regola della leva inversa

punto 2: fase α C₁ fase β C₃ le quantità cambiano leggermente ma permane una struttura eutettica

fasi α+β a morfologia eutettica

PUNTI CRITICI (ANOMALIE)

• A₁: punto di passaggio tra fase γ e fase α
• A₃: punto di passaggio tra fase α e fase γ
• A₁: passaggio da austenite a perlite (e viceversa)
• A∞: austenite ⇄ cementite

SOLIDIFICAZIONE DEGLI ACCIAI

NB: a partire da un acciaio in forma liquida raffreddandosi, ottiene sempre un acciaio a base di austenite con composizione uguale a quella di partenza.

Si può semplificare il diagramma, poiché comunque si ottiene austenite.

La martensite si genera a causa di una trasformazione che avviene senza scambio di atomi (scelta di tipo trascinato) da fcc (più diffuso) a bcc (di carattere non isomorfico). Al contrario di quelli diffusi, le teste dei c.v.i. La struttura ferrografica dell'austinite è una spilla di ferrite. Al contatto si formano lamine di cementite, polveri. La struttura è arricchita di carbonio. Si formano delle relazioni a catena di moderatore (scambio) una struttura aciculare.

La martensite inferiore si genera in modo simile, si forma ferita ad Ms. Parte scongelando acciaio. Poiché la temperatura è troppo bassa, il carbonio non riesce a formare Hbta dalla ferrite, e precipita M5 [F] formato dall'insieme di carbonio in piani inclinati di 55° rispetto all'incatenato dello spillo (coni.spongiano più res/gra elastica del sistema). Le due laminato sono presenti in quattro: abbassamento, ogni struttura meno fbc fine (risulta più tenace, quindi + si beve, ma non è una struttura stabile).

Quando si bagna la miscela direttamente in acqua, l'austinite non può trasformarsi transitati feco nei diffusioni. Poi però quella trasforma, scossa, in cui le celle austinite che riarrangon la loro struttura passano da cubico a faccia centrato a corpo centrato (ferrite). Il carbonio è intrappolato dentro questa diffusa -intep. data l'alta temperatura, il macle portato intrappolato nella ferrite stabile, una struttura molto instabile, con dispersioni in stedolv that prende il nome di MARTENSITE (pr.glyrd).

La lega eutettoidica (0,83%C) presenta solo l'anomalia A1, e nella curva di Barrett giù si riduce con la pres. in la presenz di un accumulo lasinstico (superiore), in corrispondenza della temperatura A1 A (723°C)

Definisco una temperatura Ms (Marvstoste-Start) per es il sottoraffreddamento dell'austinite genera la martensite.

All'aumentar della percentuale di carbonio aumenta la distorsis, nel reticolo della martensite.

TRATTAMENTI TERMICI

TRATTAMENTO TERMICO: Operazione o successione di operazioni mediante le quali una lega metallica viene assoggettata al di sotto del punto intervallo di fusione. Ad uno o più cicli termici di riscaldamento e mantenimento ad una prefissata temperatura, seguito da raffreddamento alla stessa e a una velocità imposta.

I trattamenti degli acciai possono essere classificati in trattamenti effettuati con:

• Riscaldamento sopra A₃ (ricottura, normalizzazione, tempra)
• Riscaldamento sotto A₁ (ricottura di addolcimento, rinvenimento, distensione)
• Trattamenti termomeccanici (laminazione a caldo, ausforming)
• Trattamenti termochimici di diffusione (cementazione, nitrurazione)

AUSTENITIZZAZIONE: È la fase iniziale di un trattamento termico che prevede una trasformazione di fase. Il processo consiste in un riscaldamento che porta ad avere una struttura austenitica. Per acciai ipereutettoidici: riscaldi sopra A₃ più alti per quelli ipereutettoidici, arrivando a una temperatura compresa tra Ae e Acc (la struttura sarà per lo più austenitica, poiché sarà presente η carburi quantitativi di ferrite). Questo perché andando oltre Acc, la struttura dell’acciaio, ottenendo i tre elementi integrati e associati con alte segregazioni, rischiano di bruciare l’acciaio; infatti, i bordi grano a composizioni eutectiche bruciano. La ferrite va eliminata poiché a temperatura lo stesso vale per la cementite, che è dura.

RICOTTURA: Riscaldamento di un acciaio oltre le temperature di trans interpolazione in effetto, mantenendo a tale temperatura per un tempo opportuno e infine lento raffreddamento, durante il quale si addolcisce il materiale (ovvero diminuisce la durezza).

• Migliora l'omogeneità e aumenta la lavorabilità
• Elimina le strutture di solidificazione (rispetto le proprietà statiche rimangono) e gli effetti dovuti a deformazione plastica, saldatura e trattamenti termici.

L’austenitizzazione è di a 50°C oltre la temperatura di trasformazione, più alla fine della lega.

Per acciai ipereutettoidici che offrono ferrite e perlite grossolana, con bassa resistenza e durezza, e elevata duttilità.