Lezione 15 Flashcards
Come si dividono i Trattamenti Termici degli Acciai?
Esistono i Trattamenti Termici che vanno sopra la temperatura A1 e quelli sub-critici.
Tra quelli critici c’è la Ricottura, Completa o Pendolare e la Normalizzazione e la Tempra.
Tra quelli sub-critici c’è il Rinvenimento e la Ricottura sub-critica.
Parla della Ricottura.
Esistono due tipi Ricottura, quella Completa e quella Pendolare.
La Ricottura è un processo che ha lo scopo di conferire all’acciaio la lavorabilità, riducendo quindi la durezza.
La Ricottura completa prevede per gli acciai ipoeutettoidici una temperatura oltre l’A3 e per gli ipereutettoidicci una temperatura oltre l’A1 perchè si forma gamma ma ha molta meno %C, circa 30-50°C sopra. Il risultato della Ricottura completa è la Perlite, tipicamente grossolana.
Si porta quindi il ferro in campo Gamma e poi lo si lascia raffreddare in forno molto lentamente, oppure se voglio liberare velocemente il forno lo raffreddo, gli faccio formare isotermicamente la perlite (che esce più fine) e poi lo levo (Patentamento Rapido).
La Ricottura Pendolare è la ricottura che permette di ottenere la migliore lavorabilità possibile, si porta il pezzo periodicamente sopra e sotto l’A1, questo al fine di trasformare le lamelle della perlite in globuli di cementite, ottenendo così la massima lavorabilità.
Cosa è la Normalizzazione?
La Normalizzazione è un Trattamento Termico che si esegue sugli acciai, ha lo scopo di aumentarne la lavorabilità mantenendo una durezza maggiore della Ricottura.
Gli acciai ipoeutettoidici vengono portati sopra A3, e quelli ipereutettoidici poco sopra l’Acm.
Si portano in campo gamma e si lasciano raffreddare in aria, il raffreddamento è comunque lento ma è più veloce di quello in forno previsto dalla ricottura e si forma della perlite più sottile rispetto a quella della ricottura
Cosa è la Tempra?
La Tempra è un trattamento termico che subiscono gli acciai al fine di aumentarne la durezza.
La Tempra si basa sulla trasformazione dell’Austenite in Martensite.
Gli acciai ipoeutettoidici vengono portati sopra l’A3, gli acciai ipereutettoidici sopra l’A1, al fine di ridurre la %C che innalza MF, portandola sopra temperatura ambiente.
Dopodichè vengono raffreddati molto velocemente al fine di formare martensite, necessita un rinvenimento dopo la tempra.
Cosa è la Temprabilità? Come si misura?
La temprabilità è la tendenza di un acciaio a formare martensite durante la tempra.
La temprabilità dipende dalla temperatura di MF ed MS e da quanto sono a destra le curve di bain.
La Temprabilità si misura con la prova Jominy, che consiste in un provino cilindrico che viene riscaldato e raffreddato con un getto d’acqua in un estremo per un certo tempo. Successivamente si apre il provino e si effettuano dei test di durezza a varie distanze dall’estremo che è stato bagnato.
Per paragonare il risultato sul provino ad un pezzo vero si utilizzano l’Indice di drasticità insieme alle Curve di Lamont.
Cosa sono le curve di Lamont?
Sono delle curve che insieme all’indice di drasticità permettono di fare una conversione di temprabilità dal provino della prova jominy al pezzo effettivo.
Mettono in relazione la profondita di tempra della prova jominy con un rapporto di sezione del pezzo r/R.
Cosa è l’indice di Drasticità?
Indica la velocità della tempra, è espresso come h/2k, dove h è il coefficiente di scambio del mezzo temprante e k è la resistenza termica del pezzo.
Serve per passare da temprabilità del provino jominy a temprabilità del pezzo attraverso le Curve di Lamont
Cosa comporta una tempra molto veloce nell’acciaio finale?
Una tempra molto veloce comporta un maggiore gradiente di temperatura tra cuore e superficie, in questa maniera la superficie diventa martensite molto prima del cuore, e dato che questo processo avviene con aumento di volume, si inducono delle autotensioni di trazione in superficie, che sono brutte.
Quindi una tempra veloce comporta forti autotensioni negative.
Cosa si può fare per risolvere il problema delle autotensioni dovute alla tempra troppo veloce?
Si può effettuare un Martempering, si raffredda di colpo l’austenite fino a poco sopra l’MS, si aspetta il più possibile affinchè la temperatura del cuore raggiunga quella della superficie, però rimanendo sempre in campo martensitico, poi si da la raffreddata finale, questo diminuisce il gradiente termico e quindi le autotensionni dovute all’espansione della martensite.
Un’altra soluzione è l’Austempering, simile al Martempering però una volta che si arriva poco sopra l’MS, si entra completamente in campo bainitico, senza martensite. La Bainite inferiore è comunque molto dura ed anche più tenace, quindi può essere utile per alcune applicazioni.
Cosa è il Rinvenimento?
Il Rinvenimento è un processo necessario dopo la tempra, che ha lo scopo di ripristinare un po’ di tenacità in un acciaio appena temprato, esistono tre tipi di rinvenimento, in base alla temperatura che si utilizza.
Il rinvenimento ha alla sua base la decomposizione della martensite
Rinvenimento Basso (150-250-°C):
Mar alto %C -> Mar basso %C + carburi precipitati coerenti con la matrice
Questo tipo di rinvenimento serve a rimuovere i picchi autotensionali, a ridurre la durezza della matrice, ma perdendo poca durezza perchè i carburi la aumentano.
diminuisce di poco la durezza fornendo sensibile tenacità.
Rinvenimento Medio (350-450°C):
Mar alto %C -> Ferrite Aciculare + Fe3C
Il carbonio abbandona completamente la martensite, lasciando dietro ferrite aciculare che mantiene comunque un’ottima distorsione, inoltre la forma aciculare è una buona forma. Si perde più durezza ma si guadagna più tenacità.
Rinvenimento Alto (550-650°C) = BONIFICA:
Mar Alto %C -> Ferrite + Fe3C sferica. SORBITE
Il Rinvenimento ad alte temperature comporta la formazione della sorbite, la microstruttura considerata il migliore compromesso tra durezza e tenacità, è composta da una matrice ferritica con globuli di cementite. Il processo di rinvenimento ad alte temperature è detto bonifica, viene utilizzato per gli acciai da bonifica.
Fragilità al Blu e Fragilità da Rinvenimento
Cosa è la fragilità al blu? e la fragilità da rinvenimento?
Queste due sono delle fragilità che possono accadere durante la tempra, le temperature di 150-250°C e 450-550°C vengono evitate perchè la prima comporta la fragilità al blu, la seconda fragilità da rinvenimento.
Nella fragilità al blu la cementite si deposita sugli ex-BdG, creando un network fragile di cementite, si evita.
La fragilità da rinvenimento comporta il passaggio dei soluti sui BdG, che lo rende fragile. Per impedire questo si utilizza il molibdeno, e pure se si rinviene oltre, si aggiunge per sicurezza, gli acciai da bonifica contengono molibdeno.
Cosa sono gli Acciai Inox?
Gli Acciai Inox sono degli Acciai Inossidabili, sono delle Leghe Ferro-Cromo oppure Ferro-Cromo-Nichel e contengono almeno il 10.5% Cr.
Gli Acciai Inox sono inossidabili perchè il cromo forma un film di passività di Triossido di Cromo Cr2O3. Che impedisce l’ossidazione degli stati sottostanti, questo strato di Ossido di Cromo è sottilissimo, omogeneo ed invisibile.
Gli Acciai Inox sono spesso nomenclati secondo L’American Iron and Steel Institute AISI
Quali tipi di Acciai Inox Esistono?
Inox Ferritici
Inox Austenitici
Inox Martensitici
Inox Duplex
Inox Indurenti per Precipitazione
Descrivi il Diagramma Ferro-Cromo
Bossetti Freestyle, cerca una foto su internet e commentala
Perchè vogliamo evitare la Fase Sigma?
Vogliamo evitare la fase sigma perchè è dura e fragile, inoltre avendo un’elevatissima percentuale di cromo, quando è presente come Alfa + Sigma, tende a prendere il cromo dall’alfa, impoverendolo e rendendolo molto più suscettibile al Pitting.
Cosa succede negli inox durante i passaggi di fase da Alfa ad Alfa + Gamma?
Succede che la struttura rimane quella di Alfa, pure a quelle temperature e composizioni, questo perchè essendo gli Inox estremamente ricchi di elementi di lega, la diffusività è bassissima, e quindi ci vuole molto tempo per passare da Alfa ad Alfa + Sigma durante i tempi di trasformazione delle normali lavorazioni degli acciai inox, naturalmente se la temperatura di lavoro degli acciai è in campo Alfa + Sigma, allora si formerà anche Sigma, rendendo il materiale duro e fragile.
Cosa comporta l’aggiunta di Carbonio negli Inox?
Comporta un ingrandimento della zona gamma, questo permette migliori temprabilità e durezze.
Cosa comporta l’aggiunta di Nichel negli Inox?
Dato che il Nichel è il Gammageno per eccellenza, ingrandisce la zona Gamma, è quindi più facile temprarlo perchè è più facile portarlo in zona gamma, inoltre sposta la zona Alfa + Gamma a destra, permettendo la fabbricazione degli acciai duplex, mantenendo un alto tenore di cromo.
Disegna il diagramma Ferro Nichel
Disegnalo puttana
Cosa è il Diagramma di Schaffler?
E’ un diagramma che mette in relazione il Cromo eq. ed il Nichel eq. negli acciai inox con il tipo di acciaio inox, ad esempio Ferritici, Martensitici, Austenitici, Duplex.
Cosa comporta una riduzione del carbonio in un Acciaio Inox Martensitico?
Minore durezza e Resistenza Meccanica, Maggiore Tenacità.
Cosa comporta l’aggiunta di Zolfo in un Acciaio Inox Martensitico?
Una maggiore truciolabilità. (Possibilmente si aggiunge anche Manganese)
Cosa comporta un aggiunta di Carbonio negli Acciai Inox Martensitici?
Maggiore Resistenza meccanica e Durezza.
Cosa comporta l’aggiunta di Cromo negli Acciai Inox Martensitici?
Maggiore Resistenza meccanica e Durezza.
