Appunti Metallurgia

EFFETTI

la durezza diminuisce —> la struttura lamellare della perlite tende a diventare globulare coalescenza ho una migliore lavorabilità alle macchine utensili

Di distensione

Ha come obiettivo diminuire le tensioni residue, avviene con temperature tra i 500-700, in modo da impedire la ricristallizzazione, viene mantenuto e infine raffreddato ad aria —> le tensioni residue si annullano a vicenda

Di ricristalizzazione

Viene fatta per migliorare le caratteristiche di un pezzo incrudito a freddo —> i grani precedentemente deformati nella direzione della deformazione tornano ad essere equi assiali, successivamente si andranno a creare nuovi grani, che per nucleazione e accrescimento sostituiranno quelli vecchi, recuperando la resilienza pre incrudimento

Failure Analysis

Tipi di cedimento per macchine e impianti (in ordine di probabilità)

Fatica

Fenomeno di danneggiamento dovuto a sollecitazioni variabili nel tempo (anche di tipo ciclico) —> il

Il componente subisce sollecitazione se il carico è sufficiente e il numero di cicli è elevato — se si crea una cricca questa può avanzare nella sezione — si creano linee di spiaggia fino alla zona finale di rottura.

Prova di fatica curva di Wholer:

• Il provino viene fatto ruotare mentre sottoposto a una flessione (ho fatica ciclica)
• Inizialmente il provino viene messo sotto uno sforzo S1, si rompe dopo N1 ripetizioni
• Successivamente viene sottoposto a uno sforzo S2 minore
• Si scende fino ad arrivare ad uno sforzo tale per cui non si rompe

più-a Sf meta dei miei provini di rompono metà noLimite di fatica è circa la meta del caricodi rottura

La Fatica al Microscopio

Quando il pezzo è sottoposto a trazione, le dislocazioni iniziano a muoversi —> i pianicristallini si muovono verso l’interno (microintrusione), o verso l’esterno (microestrusione)

La direzione iniziale della cricca viene seguita dal movimento delle dislocazioni—> inoltre il provino è lucidato a specchio, cosa che i pezzi reali non sono, presentanorugosità (difetti di superficie) che invitano alla cricca

Coefficiente b3=limite fatica del pezzo/limite difatica del materiale maggiore è la differenza tra i duelimiti di fatica maggiore sarà la resistenza

Corrosione

• Il tipo di corrosione più comune è la corrosione elettrochimica
• L’alta differenza di
• zona di catodo nobile (con potenziale alto) catodo (si potenziale fa circolare lariduce) corrente

Zona di anodo poco nobile (potenziale basso) anodo (siossida)

Esempio: L'H2O fa da elettrolita

Si forma la ruggine siccome si riduce l'ossigeno e non il rame essendo che la differenza di potenziale con il ferro è maggiore

Esperienza di evans: Acqua pura influenzata dall'atmosfera a contatto con il ferro

• zona in diretto contatto con l'acqua ricca di ossigeno diventa una zona anodica
• Zona dove non c'è l'acqua diventa catodica

ha inizio la corrosione

Risolvere la corrosione

Intervento su area (anodo)

A parità di ambiente viene scelto un materiale più resistente alla corrosione

si preferiscono metalli puri rispetto alle leghe e monofasici (martensite) rispetto ai bifasici (perlite ferrite)

La resistenza alla corrosione non è assoluta, dipende dall'ambiente

Alcuni metalli resistono alla corrosione grazie alla Passivazione

a contatto con l'ossigeno dell'atmosfera creano spontaneamente un

film passivo di ossido che li protegge dal progredire dell'ossidazione - sono gli acciai inossidabili (hanno il 10,5% minimo di cromo)

Se il film passivo si danneggia si riforma subito

Intervenire sull'ambiente (catodo)

A parità di materiale modificare l'ambiente - cambiare la temperatura del fluido, introducendo degli inibitori (rallentare cinematicamente l'ossidazione), diminuire la velocità del fluido (se in movimento è più corrosivo)

Intervenire sull'interfaccia

• pitture e vernici - un vero e proprio strato protettivo dagli agenti esterni. Sono porose, prima o poi elementi nocivi entreranno e il Ferro si corroderà - si formano le bolle
• Cromatura - rivestire il ferro con un elemento più nobile in modo da evitare la corrosione MA se si dovesse rompere la corrosione avverrebbe sul ferro a causa del contatto tra un elemento nobile e uno meno
• Zincatura

—> stesso principio della cromatura, ma lo zinco è elemento meno nobile —>formerà una patina di ossido ma se si dovesse rovinare la corrosione avviene sullo zinco

Classificazione Acciai

Acciai gruppo 1

Designati in base a proprietà finisco meccaniche e dal loro impiego senza trattamenti termici —> vanno in esercizio

Acciai gruppo 2

Designati in base alla composizione chimica dopo trattamenti termici spesso il trattamento è la bonifica ( non —> vanno in esercizio solo ha senso designarli in base a caratteristiche, siccome dopo i trattamenti esse cambiano)

GRUPPO 1

Simbolo + numeri + eventuali altri numeri per specificarne altre caratteristiche

P265: P per acciai in pressione, con 265 MPa di carico unitario di snervamento minimo garantito

S355J0: S per impieghi strutturali, 355 MPa di carico unitario di snervamento minimo garantito, J resilienza minima di 27J a 0°

DD14: DD acciaio formato a freddo per prodotti piani

deformabilità di 14Mi40-50A: M acciaio magnetico

GRUPPO 2• Al solo carbonio C seguita dalla % nominale (comprende da 0,37-0,42) di carbonio*100le proprietà meccaniche dipende solo dalla % di carbonio C40• Debolmente legati % nominale di carbonio *100, principali elementi di lega in ordinedecrescente di quantità, numero indicante la % nominale del primo elemento di lega*coefficente (spesso 4)tutti gli elementi di lega presenti in % minore al 5%

39NiCrMo3 —> (39/100=) 0.39% di C, (3/4 4 è moltiplicatore =) 0,75% di Ni

I MOLTIPLICATORI: x4 (Cr, Co, Mn, Ni, Si, W); x10 (Al, Be, Cu, Mo, Nb, V, Pb)

Legati: X, % nominale di carbonio, elementi di lega in ordine decrescente, %nominale d’ogni elemento (tranne se minore di 1%)

X35CrMoV51 —> 0.35% di C, 5% Cr, 1%Mo, V<1%

Utensili rapidi: HS, numeri separati da -, che indicano il tenore nor Milan e diTungsteno

NB: se la quantità di carbonio è >= di 10,5

SUDDIVISIONE ACCIAI

Costruzione uso generale

• no trattamento termico
• al solo carbonio
• Carbonio magnesio
• Microlegati

Acciai speciali da costruzione

• Vengono trattati termicamente
• da bonifica e tempra superficiale
• Auto tempranti Per impieghi particolari
• Per molle
• inossidabili, per utensili
• Per impieghi a Cementazione calo o a freddo
• Nitrurazione

I prodotti non possono essere utilizzati così presentato troppe imperfezioni (fragilità, porosità, disomogeneità chimica) - vanno sempre lavorati a caldo

Laminazione a caldo

Il pezzo viene reso omogeneo e i difetti vengono occlusi

Avviene ad alte temperature - ricristallizzazione dinamica - ossia i grani a differenza dell'incrudimento a freddo non si allungano

MA non è possibile ottenere spessori sotto i 4/5mm (devo laminare a freddo, conferisce superficie liscie e

toller)ForgiaturaA freddo stampaggio, imbottitura tranciatura

ACCIAI DA COSTRUZIONE AD USO GENERALE

Al solo carbonio C40medio-bassa resistenza —> adatti per sollecitazioni quasi statiche (il carico di rottura• del Fe puro è di 300 MPa, mentre un acciaio comune 400MPa)—> è dovuta al basso tenore di carbonio (0,37-0,42), ma per questo sono anchedeformabili• nell’acciaio sono presenti anche altri elementi di lega, come il silicio utilizzato pereliminare le menti nocivi come lo zolfo e il fosforo• hanno struttura di Ferrite e Perlite (derivata dla processo di fabbricazione)• modificarne il comportamento meccanico tramite allegazione e l’affinamento del grano—> più è fine maggiore il carico di snervamento, minore la temperatura ditransizioneottima saldabilità parziale fusione di due lembi che vanno uniti —> la legge di• raffreddamento dopo la dall’altura è simile a

Raffreddamento in acqua a causa dell'avvicinanza con il metallo freddo -> pochi elementi di lega rendono l'acciaio più saldabile

Carbonio equivalente: la somma di tutti gli elementi di lega, più è alto minore è la saldabilità. Se è minore di 0,4 non ho bisogno di accorgimenti, siccome le tensioni di saldatura non portano alla rottura del pezzo (dovuta alla diminuzione di volume dei lembi che si solidificano)

A uso generale:

• media resistenza
• Hanno le stessa caratteristiche pero devono essere più resistenti
• Per aumentare la resistenza di un acciaio che deve essere comunque saldabile (non posso aggiungere carbonio) aggiungo manganese fino all'1%

HSLA (high strength low alloy) Micro legati Elementi di lega degli acciai:

• elevata resistenza
• Benefici: Cromo per corrosione, Nichel per resilienza, Vanadio per resistenza (durezza), per aumentarne la resistenza siccome