Trattamenti termici: a cosa servono
La regolazione del contenuto di carbonio è il modo più semplice per modificare le proprietà meccaniche dell’acciaio. Ulteriori modifiche sono rese possibili dai trattamenti termici.
Ad esempio accelerando la velocità di raffreddamento attraverso il punto di trasformazione da austenite a ferrite, mostrato dalla linea P-S-K nella figura. (Questa trasformazione è anche chiamata trasformazione Ar1, r sta per refroidissement o “raffreddamento”).
L’aumento della velocità di raffreddamento dell’acciaio pearlitico (0,77% di carbonio) a circa 200 ° C al minuto genera un DPH di circa 300 e il raffreddamento a 400 ° C al minuto innalza il DPH a circa 400. Il motivo di questa crescente durezza è la formazione di una microstruttura perlite e ferrite più fine di quella che si può ottenere durante il raffreddamento lento nell’aria ambiente.
In linea di principio, quando l’acciaio si raffredda rapidamente, gli atomi di carbonio hanno meno tempo per muoversi attraverso i reticoli e formare carburi più grandi.
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Il raffreddamento ancora più veloce, ad esempio raffreddando l’acciaio a circa 1.000 ° C al minuto, provoca una depressione completa della formazione di carburo e costringe la ferrite sottoraffreddata a trattenere una grande quantità di atomi di carbonio in una soluzione per la quale in realtà non ha spazio.
Questo genera una nuova microstruttura, la martensite. Il DPH del martensite è di circa 1.000; è la forma di acciaio più dura e fragile. La tempra dell’acciaio martensitico, vale a dire aumentare la sua temperatura fino a un punto come 400 ° C e trattenerlo per un certo periodo, riduce la durezza e la fragilità e produce un acciaio forte e resistente.
I trattamenti termici dell’acciaio di tempra e tempera vengono applicati a diverse velocità di raffreddamento, tempi di tenuta e temperature; costituiscono un mezzo molto importante per controllare le proprietà dell’acciaio.
