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03.06.2012
I TRATTAMENTI TERMICI
Gli acciai inossidabili appartengono a famiglie con caratteristiche molto diverse tra loro e ad ogni famiglia sono collegate differenti caratteristiche ottenibili a loro volta da differenti trattamenti termici.
Vediamo ora le differenti famiglie.
1 - Gli acciai inossidabili MARTENSITICI
Si ricorda che essi sono gli unici acciai a poter variare le loro caratteristiche di durezza mediante trattamento di tempra, e che tramite successiva distensione sono anche i migliori in campo di resistenza alla corrosione.
Inoltre nei trattamenti termici e' evidente il cambiamento che porta la struttura austenitica stabile di partenza ad una trasformata, con l'utilizzo di due trasformazioni.
- Nella trasformazione isotermica si raffredda l'acciaio da una temperatura superiore a quella di austenitizzazione ad una temperatura inferiore a quella critica e si permane a tale temperatura fino a che l'austenite si trasforma in una struttura stabile.
- Nella trasformazione anisotermica invece si raffredda l'acciaio sempre da una temperatura superiore a quella di austenitizzazione, ma in modo continuo e non piu' isotermico, fino ad una inferiore rispetto all'intervallo critico.
Entriamo ora nel dettaglio dei vari trattamenti termici:
1.I - La ricottura
Essa consente la formazione di strutture tali da facilitare la lavorazione del materiale sia per asportazione di truciolo, sia per deformazione plastica a freddo ed elimina, o almeno riduce, le tensioni interne del materiale.
Puo' essere: - completa, con una temperatura di riscaldamento maggiore di 790°C, a cui segue una fase di permanenza e una di lento raffreddamento in forno;
- isotermica, con una temperatura di riscaldamento uguale alla precedente, seguita da un raffreddamento controllato ad una temperatura inferiore di 150 / 180 °C alla precedente, e da una permanenza prolungata a tale temperatura. Si conclude poi con un raffreddamento a temperatura ambiente, un processo decisamente piu' rapido e di conseguenza piu' economico;
- di lavorabilita', con una temperatura di alcune decine di gradi al di sotto dei 790°C 8da qui la denominazione di subcritica).
1.II - La tempra
Essa consiste in un riscaldo a temperatura superiore agli 850°C e in un raffreddamento piuttosto rapido.
Di solito a seguito di questo trattamento ve n'e' uno di rinvenimento o di distensione, per migliorare le caratteristiche intrinseche. (la bonifica)
1.III - Il rinvenimento
E' effettuato su un acciaio temprato, al fine di provocare la formazione di una struttura piu' vicina possibile allo stato di equilibrio fisico-chimico di quella che si consegue mediante un trattamento di tempra.
In esso si esegue un riscaldo fino a raggiungere una temperatura compresa tra i 550 / 750 °C., seguita da una permanenza in codesta temperatura ed infine da raffreddamento a temperatura ambiente.
1.IV - La distensione
Esso indica il trattamento effettuato a temperatura compresa tra 430 / 580 °C
Lo scopo principale di questa operazione consiste nell'eliminare le tensioni residue dovute alla tempra e nel migliorare la stabilita' meccanica di quegli acciai in stato di sollecitazione interna.
2 - Gli acciai FERRITICI
Si ricorda che essi non sono suscettibili di variare le loro caratteristiche con trattamenti termici.
L'unico trattamento a cui essi vengono sottoposti e' la ricristallizzazione.
2.I - La ricottura di ricristallizzazione
Le temperature che vengono raggiunte in questo trattamento variano da tipo a tipo di acciaio e per uno stesso acciaio, dall'entita' delle deformazioni impresse e sulle caratteristiche che si desiderano ottenere.
3 - Gli acciai inossidabili AUSTENITICI
Anch'essi non sono suscettibili di incrementare le loro caratteristiche resistenziali con trattamenti termici ne subiscono punti di trasformazione.
Vediamo ora i trattamenti termici a cui possono venire sottoposti
3.I - La solubilizzazione
Esso consiste nel riscaldare l'acciaio ad una temperatura sufficientemente alta in modo da rimuovere le alterazioni strutturali dovute ai processi di fabbricazione, mantenerlo poi a codesta temperatura per mandare in soluzione tutti i carburi e raffreddarlo con una velocita' tale da prevenire le precipitazioni degli stessi.
3.II - La sensibilizzazione
Si premette subito che esso deve assolutamente essere evitato sugli acciai inossidabili in quanto li rende suscettibili alla corrosione intercristallina.
Il suo unico scopo consiste nella saggiare la suscettibilita' o meno di un acciaio inossidabile austenitico alla corrosione intergranulare.
3.III - La distensione
Lo scopo di codesto trattamento e' essenzialmente quello di eliminare tensioni interne da manufatti che ne abbiano immagazzinate durante il ciclo costruttivo.
Esso consiste nel riscaldare il materiale al di sotto della temperatura di 450°C, mantenerlo tale dai 30 ai 120 minuti, e nel raffreddarlo infine in aria.
3.IV - La stabilizzazione
Essa e' utilizzata per ottenere la massima resistenza alla corrosione.
Consiste nel riscaldare il materiale con una temperatura tra 840 / 900 °C per circa 5 ore, a seconda comunque dello spessore e delle dimensioni del pezzo trattato.
4 - Gli acciai austeno-ferritici
Essi sono costituiti da austenite e ferrite con un rapporto di circa 50/50 %.
Poiche' questi acciai hanno struttura mista austenitica e ferritica, non possiedono punti di trasformazione che consentono di applicare trattamenti termici di indurimento.
L'unico applicabile consiste in una solubilizzazione ottenuta raffreddando in aria o in acqua partendo da temperature di 920 / 1100 °C.
5 - Gli acciai indurenti per precipitazione
L'indurimento per precipitazione si ottiene attraverso due fasi:
- un primo trattamento di solubilizzazione (o ricottura), con raffreddamento molto rapido,
- un secondo trattamento di riscaldo controllato (o invecchiamento).
La prima fase consiste nel riscaldare il materiale per portare in soluzione gli elementi indurenti o i loro composti.
Segue poi un raffreddamento piuttosto rapido per mantenere in soluzione codesti elementi.
La seconda fase consiste invece in un nuovo riscaldo per breve tempo (circa un'ora) a temperatura relativamente bassa.
Questo trattamento da luogo ad una precipitazione sub-microscopica a uniforme degli elementi, che, distribuendosi bloccano la struttura della lega limitando lo scorrimento dei piani e conferendo cosi' al materiale un aumento delle proprieta' meccaniche.