Schemi metallurgia per prova orale

Diagramma Fe-C e curve di Bain

Fasi del diagramma

Diagramma Fe-C e curve di BainPertitico (1495°C, 0,17%C)

Eutetico: liquido → γ + Fe₃C (cementite)

Peritetico: liquido + δ → γ

Eutettoide: γ → α + Fe₃C

Punti critici

• A₁: Temperatura alla quale, durante il raffreddamento, l'austenite diventa instabile e si trasforma in perlite.
• A₃: Temperatura alla quale, durante il raffreddamento, la ferrite si trasforma in austenite.
• A_cm: Temperatura alla quale, durante il raffreddamento, la δ si trasforma in austenite.

Curve di Bain e altro

Temperatura [°C]

Per velocità di raffreddamento elevate si ottengono strutture non presenti nel diagramma Fe-C:

• 0,02 - Acciaio
• 2,11 - 4,30
• 6,69 - Ghisa

Reazioni eutettiche e peritetiche

EUTETTICO: liquido → γ + Fe₃C (ledeburrite)

PERITETTICO: liquido + δ → γ

EUTETTOIDE: γ → α + Fe₃C

Punti critici (dettagli)

• A₁: Temperatura alla quale, durante il raffreddamento, l’austenite diventa eterogenea e si trasforma in perlite.
• A₃: Temperatura alla quale, durante il raffreddamento, la δ di un acciaio ipo-perlitte inizia ad emettere cristalli di α.
• A_cm: Temperatura alla quale, durante il raffreddamento, la δ di un acciaio ipo-perlitte inizia ad emettere cristalli di cementite.

Temperatura alla quale, durante il riscaldamento, inizia a trasformarsi in austenite.

Curve di Bain (CCT)

Acciaio ipo-eutettoidico

COT(°C)

Acciaio iper-eutettoidico

COT_amb

Acciaio eutettoidico

A₁ = A₃ = Ac_cm

T_amb

Fasi e costituenti

Fasi: L fotite, Fe₃C cementite, γ austenite

Costituenti: P perlite, B bainite, M martensite, L'fotite pro-euteticoida Fe₃C cementite pro-euteticoida

P = L'fotite + cementite (Fasi)

Velocità critica = ΔT / Δt_critica

Perlite e bainite

Perlite: Aggregato lamellare di α e Fe₃C, ottenuto dal raffreddamento diretto di γ al di sotto di A₁ (temp. di 723°C), solo la quale γ non è più stabile e tende a trasformarsi in una struttura stabile come ferrite e/o perlite.

Struttura: Si alternano lamelle di α e di Fe₃C. Grani piccoli di γ → struttura perfetta e fini → perlite più resistente. Il nucleo resistente della bainite e della martensite.

Bainite: Si tratta di una perlite finissima, c'è un maggior affinamento di α+Fe₃C, le lamelle sono più viette. Ha metà la bainite e la struttura resistente di α+Fe₃C. Sia formata oltre 350°C, ha proprietà meccaniche scadenti. Inferiore ottime proprietà meccaniche (durezza, tenacità, coesione e resistenza) grazie alla buona dispersione di Fe₃C in α.

Martensite

Martensite: Struttura tetragonale a corpo centrato, dopo la velocità critica cambia la struttura. È una struttura sovrasatura di carbonio. Una grana austenitica grossa genera una grana martensitica altrettanto grossolana, le lamelle sono sottili. È per certi versi l'acciaio all'annullatore della concentrazione di carbonio in quanto è in presenza di deformazioni plastiche e della presenza di trati e altre leghe.

Martensite rinvenuta: Si ottiene dopo un trattamento termico di bonifica su S, quindi dopo una tempra e conseguente rinvenimento della martensite ottenuta. È, dunque, la struttura tipica degli acciai 500-600 ºC bonificati.

Struttura: Fe₃C + carboni finemente dispersi (cristalli piccoli, globulari), struttura a feggette.

Martensite = temprabilità: Proprietà degli acciai ad assumere una struttura completamente martensitica. Acciai auto-tempranti: si temprano spontaneamente, se lasciati raffreddare in aria.

• Tipo di acciaio (la presenza di elementi in lega sposta le curve critiche a destra, favorisce la tempra)
• Velocità di raffreddamento
• Mezzo temprante (acqua, olio, aria)
• Rapporto superficie-volume del pezzo (la sfera è un minimo, meglio basso)

Formula analitica: S/V, alto, dissociazione strutturale. Attraverso la durezza calcolata la temprabilità → sopra i 45 HRC è solo martensite, sotto 30 800 HV. Non basta dire che un acciaio è temprabile; devo specificare fino a che spessore (se lievito di spessore influenzano il tipo di acciaio ed il mezzo temprante).

Prova di Jominy

La prova di Jominy è un metodo per valutare la temprabilità di un acciaio, misurando la durezza lungo un campione cilindrico dopo tempra.