Trattamenti termici.

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Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 17/04/2010, 22:00

TRATTAMENTI TERMICI
GENERALITÀ - Per conferire all'acciaio determinate caratteristiche in funzione del suo utilizzo finale si ricorre ai trattamenti termici. Di seguito trovate alcune note sui trattamenti termici redatte dall'ufficio qualità IMS SPA.


Definizione
Si definisce trattamento termico l'operazione, o la successione di operazioni nel caso di un trattamento complesso, durante le quali l'acciaio viene sottoposto ad uno o più cicli termici, cioè a variazioni, entro limiti determinati, della temperatura in funzione del tempo.
Di norma un ciclo termico comporta un riscaldo ad una data temperatura, un mantenimento per un certo tempo a questa temperatura ed infine un raffreddamento fino a temperatura ambiente con modalità diverse in relazione agli effetti desiderati. I vari cicli di trattamento vengono scelti in base alle caratteristiche di durezza, tenacità, microstruttura e lavorabilità desiderate. Il ciclo di trattamento deve essere fissato non solamente in funzione del tipo di acciaio ma anche delle dimensioni dei pezzi, delle caratteristiche del mezzo di riscaldo e di quello di raffreddamento.

Prima di passare alla descrizione dei singoli trattamenti termici si deve accennare ai punti critici dell'acciaio, la cui conoscenza è fondamentale per una esatta esecuzione dei diversi cicli. Come punto di trasformazione o punto critico si indica la temperatura alla quale si produce, nel corso del riscaldo e del raffreddamento dell'acciaio, un cambiamento di fase.
I punti critici principali sono:
AC1 = temperatura alla quale, durante il riscaldo, inizia la formazione di austenite;
AC3 = temperatura alla quale, durante il riscaldo, termina la trasformazione della ferrite in austenite;
AR3 = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, inizia la trasformazione dell'austenite in ferrite;
AR1 = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, termina la trasformazione dell'austenite in ferrite + cementite;
MS = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, inizia la trasformazione dell'austenite in martensite;
MF = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, termina la trasformazione dell'austenite in martensite.


Curve


Per meglio seguire il comportamento di un determinato acciaio durante i vari cicli di trattamento, soprattutto per quanto riguarda l'effetto della variazione delle velocità di raffreddamento, faremo riferimento ai diagrammi di trasformazione dell'austenite, comunemente chiamati :
a) curve ad S" di Bain o curve TTT (Temperatura - Tempo - Trasformazione) particolarmente indicate per trattamenti isotermici;
b) curve CCT (Continuous - Cooling - Transformation) trasformazione al raffreddamento continuo.

Questo e' un link che vi fornira' i disegni delle curve TTT e CCT,e anche un testo piu' sintetico rispetto a cio' che ho scritto io.

Tali curve, caratteristiche per ogni tipo di acciaio, permettono di stabilire quale temperatura, quale tempo e quale velocità di raffreddamento debbono essere scelte per ottenere determinate strutture e quindi determinate caratteristiche. Nella figura 1 è schematizzato il diagramma CCT a raffreddamento continuo di un acciaio ipoeutettoide a cui sono state sovrapposte 3 curve, indicate con i numeri 1, 2, 3, che rappresentano tre diverse velocità di raffreddamento.
Precisiamo che nella zona superiore della curva CCT si produce la trasformazione perlitica, nella zona intermedia si produce la trasformazione bainitica, mentre alla temperatura di MS inizia la formazione di martensite.
Le curve di raffreddamento intersecano il diagramma CCT in punti corrispondenti alla comparsa dei diversi costituenti. La curva n. 1, relativa ad una bassa velocità di raffreddamento, si può riferire ad un ciclo di normalizzazione di un particolare di dimensioni relativamente elevate; la n. 2 in cui la velocità di raffreddamento è notevolmente aumentata, è tipica dei casi di tem­pra incompleta dove la struttura non risulta totalmente martensitica.

Particolarmente interessante è la curva n. 3 che rappresenta il caso in cui, per l'elevata velocità di raffreddamento, la curva non interseca né la zona di trasformazione perlitica, nè quella bainitica; l'austenite rimane stabile fino ad Ms e da questo punto inizia la trasformazione progressiva in martensite che si completa al punto MF. La velocità minima di raffreddamento che dà luogo alla tempra completa (100% di martensite) viene normalmente definita: velocità critica di tempra.
Poichè le curve di inizio e di fine trasformazione vengono spostate verso destra per la presenza di elementi leganti, ne consegue che la velocità critica di tempra risulterà meno elevata per gli acciai legati che non per quelli al carbonio.



La figura 2 presenta un diagramma TTT a trasformazione isotermica schematico nel quale sull'asse verticale sono riportate le temperature e su quello orizzontale i tempi su scala logaritmica.
Sono state sovrapposte quattro curve relative ad altrettanti trattamenti isotermici che vedremo in seguito. I diagrammi TTT hanno forma ed andamento diversi secondo il tipo di acciaio: tutti però delimitano in modo più o meno netto due zone: una superiore, della trasformazione perlitica ed una inferiore, della trasformazione bainitica. La curva tratteggiata a sinistra indica l'inizio della precipitazione della ferrite; la curva continua a sinistra indica l'inizio della trasformazione perlitica o bainitica, quella a destra la fine della stessa.

Nella parte bassa del diagramma sono segnate le linee di Ms e di MF, che indicano rispettivamentele temperature di inizio e fine della trasformazione martensitica i diagrammi TTT, che sono ricavati con prove eseguite su piccoli provini e in determinate condizioni operative, esigono qualche accorgimento per la loro utilizzazione nella pratica industriale. Essi danno in generale indicazioni molto precise per quanto riguarda le temperature, mentre per i tempi di trasformazione occorre tener conto dell'effetto di massa dei pezzi e di altre difficoltà, che impongono di adottare tempi molto più lunghi di quelli indicati dai diagrammi.


Normalizzazione

Consiste in un riscaldo ad una temperatura superiore ad AC3, per un tempo sufficiente ad austenitizzare completamente il materiale, seguito da raffreddamento in aria calma o mossa. (fig. 1 curva 1) Viene generalmente eseguita su pezzi grezzi di lavorazione a caldo per affinare ed uniformare il grano allo scopo di predisporre l'acciaio nel modo migliore per i successivi trattamenti termici. Le strutture e le durezze che si ottengono sono in stretta relazione con il tipo di acciaio e con le dimensioni dei pezzi: acciai ipoeutettoidi al “C” o debolmente legati danno luogo ad una struttura costituita da ferrite e perlite, mentre con l'aumentare dei tenori di elementi leganti si formano strutture miste con costituenti più duri come bainite e martensite.

Ricottura

Lo scopo della ricottura è quello di addolcire l'acciaio per renderlo atto alle lavorazioni meccaniche e/o plastiche, di eliminare le tensioni residue e di distruggere gli effetti di una deformazione plastica, di una saldatura o di un trattamento termico precedente. Esistono vari cicli di ricottura la cui scelta viene fatta in relazione alla durezza ed alle strutture necessarie per un determinato tipo di lavorazione. I cicli più usati sono:
Ricottura subcritica : comprende un riscaldo a temperatura al di sotto del punto di trasformazione Ac1, un mantenimento adeguato a questa temperatura ed infine un raffreddamento a piacere anche in aria libera. Questo trattamento, che per la sua economicità è il più diffuso per gli acciai da costruzione, viene eseguito sia per addolcire l'acciaio che per eliminare tensioni residue ed effetti di deformazione plastica. La struttura ottenuta è prevalentemente costituita da forme perlitiche globulari molto fini, non sempre ben risolte. Appartiene a questa classe la cosidetta ricottura di lavorabilità che viene normalmente eseguita ad una temperatura di ca. 50 °C al di sotto del punto Ac1 in modo da addolcire il materiale senza modificarne sostanzialmente la struttura.
Ricottura isotermica (fig. 2 curve 1 e 2): consiste in un riscaldo a temperatura, nell'intervallo C1 ÷ AC3 oppure sopra AC3, seguito da un raffreddamento ad una velocità relativamente elevata fino ad una conveniente temperatura del campo perlitico alla quale si permane per il tempo sufficiente a completare la trasformazione, il raffreddamento finale, fino a temperatura ambiente, può essere condotto velocemente con notevole guadagno di tempo. Temperature di trasformazione sopra il cosiddetto gomito della zona perlitica (ciclo di raffreddamento 1) tendono a formare strutture a carburi globulizzati (ricottura isotermica sferoidale), ma esigono tempi piuttosto lunghi. Questo stato strutturale è particolarmente favorevole per gli acciai ipoeutettoidi destinati alle operazioni di formatura a freddo; per gli acciai ipereutettoidi viene considerato lo stato ideale ed indispensabile per ogni tipo di lavorazione meccanica.
Le trasformazioni in corrispondenza del gomito perlitico (ciclo di raffreddamento 2) avvengono in tempi relativamente brevi e le strutture risultano a perlite lamellare a blocchi più o meno compatti (ricottura isotermica). Questo stato strutturale è particolarmente indicato per ottenere, nel caso di lavorazioni meccaniche particolarmente impegnative, sensibili miglioramenti di lavorabilità all'utensile.

Tempra

Il trattamento di tempra comprende un riscaldo di austenitizzazione, seguito da un raffreddamento fino ad una temperatura inferiore ad Ms sufficientemente rapido da permettere la trasformazione in martensite, struttura di elevata durezza e fragilità. Per poter realizzare una tempra perfetta (o ideale o completa), cioé con una struttura martensitica al 100%, è necessario che la velocità di raffreddamento sia superiore a quella critica tipica per ogni acciaio. Riferendoci al diagramma di figura 1 sarà perciò necessario che la curva di raffreddamento del pezzo non intersechi la curva CCT di inizio trasformazione tanto nel campo perlitico che in quello bainitico (curva 3). Qualora non si verifichi questa condizione quando cioé la curva di raffreddamento interseca la curva di inizio trasformazione (curva 2) o nella zona perlitica o in quella bainitica od in ambedue, avremo una tempra incompleta: la quota di martensite si riduce per lasciar posto a strutture per lo più miste a perlite o bainite. Nella pratica industriale sono ammesse al centro dei pezzi anche tempre incomplete con tenori di martensite in determinate percentuali.
Gli acciai al “C” presentano una velocità critica di tempra molto elevata; questa velocità si riduce per la presenza di elementi leganti in modo più o meno marcato a seconda delle percentuali e della natura di essi. In relazione al tipo di acciaio ed alle dimensioni dei pezzi da temprare verrà scelto il mezzo di spegnimento più adatto: acqua, olio od aria.

Rinvenimento

Allo stato temprato l'acciaio presenta una elevata durezza e basse caratteristiche di tenacità. È necessario quindi ricorrere ad un successivo trattamento che ne modifichi, più o meno profondamente, la struttura martensitica di tempra annullandone le tensioni e la fragilità. Questo trattamento, denominato rinvenimento, comprende un riscaldo ad una temperatura inferiore ad AC1, un mantenimento per un certo tempo a questa temperatura ed infine un raffreddamento in un mezzo appropriato fino a temperatura ambiente. Il rinvenimento deve essere eseguito immediatamente dopo la tempra, per evitare il pericolo di cricche causa l'elevato stato tensionale in cui si trovano i pezzi temprati. La temperatura di rinvenimento va scelta in modo da ottenere il miglior compromesso tra le carattenstiche di durezza e di tenacità. E noto infatti che con l'aumentare della temperatura si ha un progressivo incremento della tenacità, dell'allungamento e della contrazione e, corrispondentemente, una diminuzione della durezza, della resistenza a trazione e dello snervamento. L'andamento delle caratteristiche meccaniche è messo in evidenza dalle curve di rinvenimento; dette curve sono riportate in diagramma, per la maggioranza degli acciai contemplati a catalogo. Quando la temperatura di rinvenimento è intorno ai 600 °C il trattamento che ne deriva (tempra e rinvenimento) viene chiamato bonifica e permette di conferire all'acciaio un buon compromesso tra tenacità e resistenza. La struttura che ne deriva è detta sorbite. Negli acciai per molle il rinvenimento viene effettuato nell'intervallo 400°÷ 460 °C in modo da garantire elevate caratteristiche di elasticità.
La permanenza alla temperatura di rinvenimento viene stabilita in base alle dimensioni dei pezzi ed al tipo di forno impiegato; essa dovrebbe essere non inferiore alle 2 ore. A titolo informativo riportiamo l'effetto sulla resistenza alla trazione mediamente riscontrato sull'acciaio 39NiCrMo3 temprato e rinvenuto a 600 °C per tempi variabili da 30 minuti a 10 ore, espresso in incrementi positivi o negativi, ponendo uguale a zero la resistenza ottenuta dopo 2 ore.

Durata del rinv. 30' 1h 2h 3h 4h 5h 7h 10h
Rm-N/mm2 +70 +30 0 -20 -35 -45 -60 -80


Questi valori possono essere ritenuti validi, con buona approssimazione, per quasi tutti i tipi di acciai da bonifica. Il raffreddamento finale viene fatto generalmente in aria, ma per gli acciai da bonifica al Mn, Cr, Cr-Mn e Ni-Cr, che risentono del fenomeno della fragilità di rinvenimento, è necessario ricorrere al raffreddamento rapido (acqua od olio). La fragilità di rinvenimento si manifesta con forti cadute dei valori di tenacità negli acciai già citati raffreddando lentamente, dopo rinvenimento, nell'intervallo 500-400 °C.

Distensione

Nel caso degli acciai da cementazione o autotempranti, per diminuire e possibilmente annullare le tensioni residue causate dalla tempra pur mantenendo elevati valori di durezza, si ricorre al trattamento di distensione che consiste in un riscaldo a temperature inferiori ai 250 °C. In questo caso non si hanno apprezzabili modifiche strutturali.
La distensione viene anche eseguita su pezzi che, dopo le lavorazioni meccaniche, si trovano in uno stato di particolare tensione. In questo caso lo scopo è di ristabilire le caratteristiche meccaniche precedenti, in particolare quelle elastiche (limite di snervamento) e di tenacità.

Bonifica isotermica

(AUSTEMPERING) ­ (Fig. 2 ciclo di raffreddamento 3) - Questo trattamento si esegue con riscaldo alla normale temperatura di tempra seguito da rapido spegnimento in bagno di sali a temperatura sopra Ms di circa 10°÷ 30° fino a completa trasformazione dell'austenite. La struttura ottenuta è la bainite inferiore molto resistente e tenace. È infatti possibile raggiungere valori di Rm nell'intervallo 1300 ÷ 1700 N/mm2 (132 ÷ 173 Kgf/mm2) accompagnati da valori di resilienza superiori a 25 J (5 Kgfm/cm2). La bonifica isotermica consiste in un trattamento unico in quanto il rinvenimento si può di regola tralasciare e presenta il vantaggio di non dar luogo a deformazioni e spaccature tensionali, come può avvenire nella tempra convenzionale. Una seria limitazione di questo trattamento è dovuta alla sua scarsa penetrazione che non va oltre 30 mm per il tipo 39NiCrMo3 ed oltre 40 mm per il tipo 40NiCrMo7.
Tempra scalare martensitica
Tempra scalare martensitica
(Fig. 2 ciclo di raffreddamento 4) - Questo trattamento ha lo scopo di annullare gli inconvenienti della tempra convenzionale che sviluppa pericolose tensioni interne nel raffreddamento brusco nei bagni di tempra; queste tensioni possono facilmente provocare scarti per cricche e deformazioni soprattutto nei pezzi di forma complessa e con forti variazioni di sezione. Nella tempra scalare martensitica si riscalda alla consueta temperatura di tempra; si raffredda con sufficiente velocità per non incontrare il gomito del campo perIitico né quello del campo bainitico fino ad una temperatura di pochi gradi (circa 10 °C) superiore ad Ms e si mantiene il pezzo per il tempo strettamente necessario ad uniformare la temperatura in tutti i suoi punti. Quindi si raffredda in aria calma. Nel caso di pezzi di grosse dimensioni è necessario adottare temperature di spegnimento inferiori ad Ms per facilitare il raffreddamento al nucleo. Si ottiene il tal modo una struttura martensitica quasi del tutto priva di tensioni interne. Per i pezzi cementati le tabelle riportano tanto i punti Ms del nucleo quanto quelli della superficie cementata (in grassetto) che sono ovviamente quelli da rispettare. Per lo spegnimento si usano bagni di sali a basso punto di fusione od anche bagni d'olio ad alto punto di infiammabilità.
Alla tempra scalare segue un normale rinvenimento per ottenere le caratteristiche richieste.

Solubilizzazione

(Tempra degli acciai austenitici) - Questo trattamento, chiamato anche "tempra di solubilizzazione" o "ipertempra", ha in comune con la tempra soltanto la velocità diraf freddamento dalla temperatura di austenitizzazione, ma non gli effetti di indurimento che essa provoca negli acciai temprabili; ricordiamo infatti che i punti di trasformazione dei cosiddetti "acciai austenitici" si trovano al di sotto della temperatura ambiente. Esso consiste in un riscaldo a temperatura in genere compresa fra i 1 000 e i 1 100 °C, con una permanenza a questa temperatura sufficiente per eliminare le alterazioni strutturali provocate dalle lavorazioni precedenti e per realizzare una "solubilizzazione" possibilmente completa dei carburi nell'austenite; il raffreddamento successivo, in aria o acqua, deve essere sufficientemente rapido da impedire la riprecipitazione dei carburi che, in un raffreddamento lento, avviene in genere nell'intervallo fra i 450 e gli 850 °C circa. Con tale trattamento si ottiene il massimo addolcimento degli acciai inossidabili austenitici.


TRATTAMENTI DI INDURIMENTO SUPERFICIALE

Tempra superficiale
(o anche in tutta la sezione) con riscaldo ad induzione. Questo trattamento richiede impiego di apparecchiature particolari, che consistono essenzialmente in una bobina percorsa da corrente ad alta frequenza generante un campo magnetico. Mettendo il pezzo di acciaio entro questa bobina si genera in esso una corrente indotta che, per effetto Joule, riscalda rapidissimamente l'acciaio sopra AC3. L'acqua di tempra può essere addotta dalla stessa spirale di rame che fa da induttore, oppure da condutture separate ma sempre vicine all'induttore. Con frequenze molto elevate (100.000 - 600.000 Hz) il riscaldamento interessa uno strato superficiale molto sottile, ma diminuendo la frequenza (2.000 - 20.000 Hz) possono essere ottenute maggioriprofondità di riscaldo. Con frequenze ancora più basse si ottengono riscaldi totali fino al cuore e questa particolarità viene sfruttata negli impianti di tempra (e successivo rinvenimento) a passaggio con riscaldo ad induzione.
Cementazione

La “carbocementazione” o più semplicemente “cementazione”, ha lo scopo di ottenere un prodotto che, dopo i successivi trattamenti termici, presenti uno strato superficiale durissimo e resistente all'usura, unitamente ad un cuore tenace. Essa consiste nella carburazione superficiale di acciai a basso tenore di carbonio, ottenuta mediante lungo mantenimento ad alta temperatura in mezzi capaci di cedere tale elemento. Dopo la tempra, alla superficie del pezzo cementato, si avrà la struttura e la durezza propria degli acciai con circa 1% di carbonio temprati, mentre al cuore, a basso tenore di carbonio e perciò poco sensibile all'effetto indurente della tempra, si avrà duttilità e tenacità, non disgiunte (specie nel caso degli acciai legati) da una considerevole resistenza.

Gli acciai detti appunto da “cementazione” sono dunque caratterizzati da un basso tenore di carbonio, di norma non superiore a ~0,25 %; ciò li distingue nettamente dagli acciai “da bonifica” a tenore di carbonio più elevato. Il trattamento più indicato per conferire al pezzo cementato le migliori caratteristiche sia al cuore che in pelle è quello che si basa sulla doppia tempra. La prima tempra, da temperatura più alta, rigenera la struttura della parte interna mentre la parte esterna viene ad essere temprata da una temperatura più elevata di quella che le compete. Con la seconda tempra, da temperatura più bassa, il nucleo risulta meno efficacemente temprato mentre nella parte esterna si sviluppa la massima durezza.
Normalmente si preferisce un trattamento più economico costituito dalla tempra unica, che presenta anche il vantaggio di evitare eccessive deformazioni dei pezzi. Questo trattamento esige che l'acciaio abbia un grano austenitico fine (grano controllato). Con la tempra unica il pezzo cementato viene temprato direttamente dalla temperatura di cementazione, previo raffreddamento fino alla temperatura di tempra propria dello strato cementato, con sosta a questa temperatura per consentire una migliore diffusione del carbonio (tempra diretta). Dopo la tempra occorre eseguire un rinvenimento di distensione nell'intervallo 150° - 200 °C tenendo presente che questo trattamento provoca una lieve diminuzione della durezza.

Nitrurazione

È una operazione di indurimento superficiale analoga alla precedente; in questo caso l'elemento assorbito è l'azoto. L'operazione consiste in un prolungato mantenimento a circa 500 °C in mezzi capaci di cedere detto elemento; a differenza della cementazione, essa viene eseguita su materiale già bonificato e non richiede trattamenti successivi.
Gli acciai da nitrurazione sono veri e propri acciai da bonifica contenenti elementi speciali (alluminio, cromo, molibdeno, vanadio). L'indurimento superficiale è dovuto alla formazione di azoturi assai duri (di alluminio, cromo, ect.), mentre la presenza del molibdeno è indispensabile allo scopo di combattere la fragilità di rinvenimento che altrimenti l'acciaio assumerebbe durante la nitrurazione. La nitrurazione, come la cementazione ed in genere come tutti i procedimenti di indurimento superficiale, ha lo scopo di aumentare, oltre la resistenza all'usura, anche la resistenza alla fatica.

Si ricorda:
- l'indurimento superficiale, mediante la nitrurazione, è dovuto alla formazione di azoturi di alluminio-cromo-vanadio e ferro nell'acciaio ed è quindi conseguenza di una reazione chimica e non di una trasformazione strutturale degli acciai, per trattamento termico, come avviene invece per tutti gli altri processi di indurimento superficiale (cementazione, tempra superficiale, ecc.);
- l'azoto assorbito in superficie, si diffonde lentamente negli strati sottostanti fino a raggiungere profondità massime di qualche decimo di millimetro (circa 5/10 per 55 ore di effettiva permanenza a temperatura).
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 05/07/2010, 18:50

Definizione

Per trattamento termico s'intende una operazione o successione di operazioni mediante le quali un acciaio viene assoggettato, al di sotto della sua temperatura di fusione, in ambiente di natura determinata, ad uno o piu' cicli termici entro temperature e per durate e velocita' di variazione della temepratura prefissate, nell'intento d'impartire ad esso determinate proprieta'.
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 05/07/2010, 20:30

Misura delle temperature

Poiche' i trattamenti termici vanno eseguiti a temperature determinate e spesso critiche, e' fondamentale poterle misurare e controllare.Compito di queste misure e' della pirometria, i cui concetti fondamentali e metodi debbono essere ben conosciuti dal siderurgico.
La scala di temperatura usata nei paesi europei in Russia e nella America del Sud, e' la centigrada.; nell'America del Nord e in tutti i Paesi Anglosassoni, si usa preferenzialmente la scala Fahrenheit.Nelle pubblicazioni scientifiche di tutto il mondo si adopera la scala centigrada o quella assoluta .Le relazioni intercorrenti tra le tre scale sono le seguenti:

n C(Gradi Centigradi)=(n+273,16)K(Gradi "assoluti")=(1,8 n+32)F(Fahrenheit) (1)

La pirometria si divide in tre branche principali a seconda del principio sul quale e' basata la misura della temperatura: pirometria termoelettrica, pirometria di irraggiamento,pirometria ottica
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 06/07/2010, 14:01

Grano Austenitico

Il comportamento di un acciaio al trattamento termico di quasiasi tipo, dipende essenzialmente dalla sua composizione chimica.Da tempo, pero', e' stato riconosciuto che acciai della stessa composizione e in pezzi della medesima forma, una volta sottoposti all'identico trattamento, potevano sviluppare caratteristiche diverse se dotati di grano austenitico di non uguale dimensione.
La grandezza del grano austenitico non e' una proprieta'intrinseca dell'acciaio preso in esame.Inoltre, se vogliamo studiare l'influenza della grandezza del grano austenitico su certe caratteristiche dell'acciaio, non interessa conoscere le dimensioni dei precedenti grani austenitici di qualche altro ciclo termico che ha preceduto quello finale, ma soltanto quella dimensione che aveva l'austenite al momento che si e' iniziata la trasformazione che ha dato luogo alla struttura micrografica finale.
La dimensione del grano viene valutata o attraverso le dimensioni medie lineari (per lo piu' espresse in micron), oppure come superficie media (espressa in micron quadrati) o piu' frequentemente ancora in uan scala convenzionale detta ASTM, definita dalla seguente formula:

N=log n/log2+1 (1)

dove N e' il numero della scala convenzionale e n e' il numero dei grani per pollice quadrato, quando la struttura e' osservata a 100 ingrandimenti lineari.

Il grano austenitico sotto l'azione della temperatura e del tempo di permanenza cresce, cioe' aumenta le sue dimensioni.Quando un pezzo di acciaio in riscaldamento, supera la temperatura del suo punto critico inferiore comincia la trasformazione della perlite in austenite.
Questa trasformazione prende inizio in vari punti chiamati germi ed attorno a questi si sviluppano i grani austenitici man mano che la temperatura sal fino al punto critico Ac3.Ciascun grano austenitico arresta il suo sviluppo quando viene a contatto con i grani austenitici circonvicini.Il numero dei grani austenitici presenti alla fine della trasformazione e'uguale al numero di germi che si sono formati quando e' stata toccata in salita la temperatura Ac1.Se si lascia salire ancora la temperatura apprezzabilmente al di sopra di Ac3 il numero dei grani austenitici diminuisce, poiche' alcuni s'ingrandiscono a spese degli altri vicini.
Questo fenomeno di crescita del grano dipende dalla temperatura e dal tempo di permanenza a quella temperatura, ed in grado fondamentale dal tipo di acciaio;a parita' di composizione chimica, di temperatura e di tempo di permanenza, l'intensita' del fenomeno puo' variare anche da colata a colata.
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 06/07/2010, 14:36

Affinanti del Grano

Vanadio
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 06/07/2010, 14:43

Cementazione

La “carbocementazione” o più semplicemente “cementazione”, ha lo scopo di ottenere un prodotto che, dopo i successivi trattamenti termici, presenti uno strato superficiale durissimo e resistente all'usura, unitamente ad un cuore tenace. Essa consiste nella carburazione superficiale di acciai a basso tenore di carbonio, ottenuta mediante lungo mantenimento ad alta temperatura in mezzi capaci di cedere tale elemento. Dopo la tempra, alla superficie del pezzo cementato, si avrà la struttura e la durezza propria degli acciai con circa 1% di carbonio temprati, mentre al cuore, a basso tenore di carbonio e perciò poco sensibile all'effetto indurente della tempra, si avrà duttilità e tenacità, non disgiunte (specie nel caso degli acciai legati) da una considerevole resistenza.

Gli acciai detti appunto da “cementazione” sono dunque caratterizzati da un basso tenore di carbonio, di norma non superiore a ~0,25 %; ciò li distingue nettamente dagli acciai “da bonifica” a tenore di carbonio più elevato. Il trattamento più indicato per conferire al pezzo cementato le migliori caratteristiche sia al cuore che in pelle è quello che si basa sulla doppia tempra. La prima tempra, da temperatura più alta, rigenera la struttura della parte interna mentre la parte esterna viene ad essere temprata da una temperatura più elevata di quella che le compete. Con la seconda tempra, da temperatura più bassa, il nucleo risulta meno efficacemente temprato mentre nella parte esterna si sviluppa la massima durezza.
Normalmente si preferisce un trattamento più economico costituito dalla tempra unica, che presenta anche il vantaggio di evitare eccessive deformazioni dei pezzi. Questo trattamento esige che l'acciaio abbia un grano austenitico fine (grano controllato). Con la tempra unica il pezzo cementato viene temprato direttamente dalla temperatura di cementazione, previo raffreddamento fino alla temperatura di tempra propria dello strato cementato, con sosta a questa temperatura per consentire una migliore diffusione del carbonio (tempra diretta). Dopo la tempra occorre eseguire un rinvenimento di distensione nell'intervallo 150° - 200 °C tenendo presente che questo trattamento provoca una lieve diminuzione della durezza.
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 06/07/2010, 14:47

Nitrurazione

È una operazione di indurimento superficiale analoga alla precedente; in questo caso l'elemento assorbito è l'azoto. L'operazione consiste in un prolungato mantenimento a circa 500 °C in mezzi capaci di cedere detto elemento; a differenza della cementazione, essa viene eseguita su materiale già bonificato e non richiede trattamenti successivi.
Gli acciai da nitrurazione sono veri e propri acciai da bonifica contenenti elementi speciali (alluminio, cromo, molibdeno, vanadio). L'indurimento superficiale è dovuto alla formazione di azoturi assai duri (di alluminio, cromo, ect.), mentre la presenza del molibdeno è indispensabile allo scopo di combattere la fragilità di rinvenimento che altrimenti l'acciaio assumerebbe durante la nitrurazione. La nitrurazione, come la cementazione ed in genere come tutti i procedimenti di indurimento superficiale, ha lo scopo di aumentare, oltre la resistenza all'usura, anche la resistenza alla fatica.
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 07/07/2010, 7:43

Rinvenimento della Martensite

IL RINVENIMENTO

Il rinvenimento si definisce come un riscaldamento a temperatura inferiore all' intervallo critico di un prodotto siderurgico, effettuato dopo la tempra.

Possiamo affermare che il massimo rendimento dell'operazione tempra lo possiamo ottenere con il successivo trattamento di rinvenimento; l'insieme di questi due trattamenti si chiama appunto bonifica.

Scopo:

Lo scopo del rinvenimento in linea di massima è quello di diminuire notevolmente la durezza e aumentare la tenacità.

Quando nel materiale vi è presente una quantità sensibile di austenite residua, il rinvenimento può determinare un aumento di durezza.

Per la maggior parte degli impieghi, l'acciaio temprato risulterebbe troppo fragile, quindi per mezzo di un successivo riscaldamento (o rinvenimento) viene favorita la diffusione degli atomi di carbonio che abbandonano lentamente il "reticolo martensitico" per assumere la normale forma della cementite.

Con il rinvenimento, vi è una riduzione nel materiale delle tensioni interne provocate dalla tempra, una diminuzione della durezza che è però legata da un incremento di tenacità che si riscontra sul materiale.

Durante il rinvenimento la struttura della martensite subisce una trasformazione continua e progressiva; si può dire in generale che la struttura finale dopo il rinvenimento ad una certa temperatura corrisponde, quantitativamente, a quella che si origina dalla trasformazione diretta della austenite alla stessa temperatura.

Dal punto di vista strutturale però vi sono notevoli differenze. Questo fenomeno lo si può notare quando il rinvenimento viene effettuato a temperature più alte, tali da originare la perlite.

Quando la perlite si forma per trasformazione dell'austenite, la struttura è lamellare; questo non capita quando si forma per decomposizione della martensite che diventa globulare, in tal caso è detta sorbite.

Per avere idea delle strutture di rinvenimento, consideriamo la martensite di un acciaio eutettoide sottoponendola a diversi rinvenimenti a temperature diverse:

1. 150-230°C: la martensite tetragonale (HRC 65) si trasforma in martensite cubica, l'eventuale austenite residua si decompone. A volte si può ottenere un leggero aumento di durezza dovuto all'austenite decomposta, oppure alla cementite precipitata in forma finissima.
2. 230-400°C: si forma della cementite globulare finissima (HRC 62-50)
3. 400-650°C: si viene a formare della sorbite fine, uniforme, che assicura al materiale la massima tenacità (HRC 45-20)
4. 650-723°C: Si può quasi definire una vera e propria ricottura, la cementite è globulare e molto visibile al microscopio, la durezza è molto bassa e si presta alle lavorazioni alle macchine utensili.

La fragilità di rinvenimento:

La fragilità di rinvenimento si manifesta in certi tipi di acciai con una degradazione della resilienza per effetto di un raffreddamento lento da temperature di circa 600°C a temperature da 600-450°C; la causa è legata ad un raffreddamento lento.

Gli acciai più suscettibili alla fragilità di rinvenimento sono quelli che contengono forti quantità di manganese, fosforo e cromo, mentre gioca a nostro vantaggio il fatto che il molibdeno riduce il pericolo di fragilità di rinvenimento.

Le aggiunte di molibdeno negli acciai da bonifica sono indispensabili quando si devono fabbricare enormi pezzi in quanto nelle zone centrali è impossibile avere un raffreddamento veloce come quello che avviene nelle superfici di contatto con il refrigerante, quindi si sarebbe venuta a formare una certa fragilità interna.

La presenza di molibdeno è consigliabile anche negli acciai da nitrurazione perché venendo sottoposti al trattamento di nitrurazione a circa 500-520°C si potrebbe avere una certa fragilità.

La bonifica

E' un trattamento termico applicato agli acciai da costruzione che consiste in una tempra martensitica seguita da un opportuno rinvenimento.

Si utilizza per ottenere un compromesso tra tenacità e durezza.

La struttura dell'acciaio da costruzione bonificato dipende sia dalla finezza della sorbite e quindi dalla temperatura di rinvenimento adottata, ma anche dalla struttura più o meno grossolana della martensite di tempra quindi, è necessario adottare una temperatura di tempra più bassa possibile.

Inoltre è necessario che la tempra martensitica abbia raggiunto il cuore, cioè la temprabilità dell'acciaio prescelto sia sufficiente per le dimensioni del pezzo da temprare, poiché se la struttura del cuore fosse per errore bainitica o addirittura perlitica, il rinvenimento non potrebbe aver nessun effetto. In conclusione, la bonifica degli acciai è un complesso di operazioni che richiedono una attenta valutazione di tutte le condizioni:

* tipo di acciaio; composizione dell'acciaio; dimensioni del pezzo; natura del mezzo temprante; temperatura e durata del rinvenimento; ecc....

Un errore di valutazione o di esecuzione può condurre a risultati scarsamente soddisfacenti.

Distensione

Riscaldamento e permanenza adeguata a temperatura notevolmente inferiori ad Ac1 seguita da raffreddamento generalmente lento.

La distensione di una acciaio cementato ha lo scopo di ridurre le tensioni interne senza degradare sensibilmente la durezza.

In Generale il trattamento di distensione viene fatto a 150-180C° per gli acciai al carbonio o debolmente legati, ed a 170-210°C per gli acciai da cementazione più ricchi in lega.

Ricordiamo tuttavia che, specie nei pezzi cementati sottoposti a sollecitazioni di flessione alternata, non è sempre opportuna la eliminazione completa dello strato di compressione superficiale il quale può migliorare le caratteristiche di resistenza a fatica del materiale.

Il rinvenimento multiplo porta ad un abbassamento del'austenite residua a valori praticamente uguali a zero solo se fatto oltre certe temperature.
Per gli altolegati bisogna raggiungere o superare la temperatura alla quale si ha il picco di indurimento secondario (ovvero quando la precipitazione è completa).

Per i bassolegati, come O1 e O2, le temperature son più basse. Per l'O1 però, ad esempio, rinvenendo a 200°C, per T di austenitizzazione di 820°C, si ha sempre il 9% circa di austenite residua.
A 400° C è di meno (del 2% circa).
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda Aldebaran » 28/03/2012, 15:56

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Quale materiale serve?

Messaggioda dariors » 03/01/2013, 19:47

Ciao a tutti e da poco che mi rado con uno shavette della dovo e volevo passare al mano libera.
Cosa mi occorre da comprare oltre al rasoio?
grazie
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda Bruconiglio » 03/01/2013, 19:57

Una coramella per ravvivare il filo del rasoio prima di ogni uso.
Che poi non capisco perche' la usiamo solo noi del mano libera, na bella scoramellata e anche le usa e getta ringiovaniscono :D
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda Alexandros » 03/01/2013, 20:05

Ciao Dario!
lo shavette Dovo fino a questo momento ti è servito per fare pratica migliorando così la tua manualità.... questo è già un ottimo punto di partenza)

Passando al rasoio mano libera ti serviranno di sicuro:
un rasoio BEN affilato con punta tonda da 5/8 o6/8 di pollice di altezza lama.
una coramella di ottima qualità (l'utente Paccicio ne produce in proprio di stupende e per tutte le tasche) viewtopic.php?f=62&t=520
Pennello da Barba
Sapone da barba

e soprattutto voglia di applicarsi... :D
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda dariors » 03/01/2013, 20:38

e per quanto riguarda le pietre?
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda Alexandros » 03/01/2013, 21:13

l'affilatura di un rasoio a lama libera è un passo successivo alla rasatura che non tutti gli utilizzatori intraprendono...
per ottenere una buona affilatura bisogna sostanzialmente:

conoscere come lavorano le pietre che si stanno usando
usare le pietre corrette
capire cosa sta succedendo al rasoio mentre si usano le pietra
fare pratica su più rasoi possibile poichè ognuno è una storia a se (specialmente se usati o vintage)

in linea di massima per un set di mantenimento del filo già esistente (ma non per il restauro) metti in preventivo un centinaio/ 150 euro
esempio: 8000 sintetica+ naturale da finitura
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda Bushdoctor » 03/01/2013, 21:30

Ciò che ti ha suggerito Alexandros, è corretto, tuttavia, mi sento di aggiungere l'opzione coticula + bout, è una pietra costosa ma molto versatile che ti permette di mantenere il filo ed al tempo stesso puoi fare a meno della pietra da finitura . Inoltre essendo naturale è meno aggressiva delle sintetiche e ti consente di non combinare grossi danni se sei alle prime esperienze.
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda Aldebaran » 04/01/2013, 8:41

Benvenuto nel forum,
Ecco cosa ti serve per farti la barba con un manolibera:
1.Manolibera (ovvio):Lo trovi qui da Preattoni
viewtopic.php?f=66&t=1381
io ti consilgio il dovo 101.Come da inserzione:
Rasoi a mano libera ideali per iniziare sono

Dovo 6/8 manico resina nera

Dovo 6/8 manico in resina ambra
Il costo per ciascuno dei rasoio dovo 101 (compreso lo sconto del 15%) è in totale di 63 euro e 75 centesimi piu' spese eventuali di spedizione (5 euro).L'affilatura è compresa nel prezzo.
Se desideri comprarlo chiama o manda una email a Preattoni che offre uno sconto solo agli iscritti a questo forum del 15% e digli qual'è il tuo nickname su questo forum (ilrasoio.com,lo puntualizzo perchè qualcuno non lo sa neppure,è capitato)

2.Coramella:contatta paciccio qui sul forum per un modello base,mandandolgi un pm.

3.Le pietre:per ora dimentica questo discorso,tanto non puoi metterti ad affilare di punto in bianco e i rasoi venduti da Preattoni nuovi sono gli unici in Italia davvero pronti per l'affilatura,perchè affilati da me.
A presto.
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda dariors » 04/01/2013, 11:35

ok ma se io uso solo la coramella per mantenere il filo, ogni quanto dovrei portare ad affilarlo se non mi mettessi io con le pietre?
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda Bushdoctor » 04/01/2013, 11:45

dariors ha scritto:ok ma se io uso solo la coramella per mantenere il filo, ogni quanto dovrei portare ad affilarlo se non mi mettessi io con le pietre?


Beh, ci sono molti fattori da tenere conto, quali l'appropriata tenica di scoramellamento, la maniera in cui si pulisce il rasoio dopo la rasatura ed anche dal tipo di barba e la frequenza con cui ci si rade, premesso ciò, se hai avuto tutte le premure del caso, dovresti affilarlo ogni 2 - 3 mesi.
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda Bruconiglio » 04/01/2013, 15:38

I barbieri di una volta andavano avanti per centinaia di rasature solo con la coramella.
Tu da bravo principiante ci andrai un po' troppo pesante sulla coramella e forse perderai il filo in 2-3 mesi come dice il dottore :) .
Do per scontato che avendo fatto pratica con lo shavette hai la mano giustamente leggera ed una buona tecnica di rasatura.
Metti in conto che la prima volta che passi il rasoio sulla pietra rovinerai il filo e ci metterai giorni prima di riottenere un filo decente. :D :D :D (quindi aspetta a buttare lo shavette ;) )
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Re: Quale materiale serve?

Messaggioda dariors » 04/01/2013, 17:38

quindi il consiglio e di prendere rasoio e coramella e portare il rasoi ad affilare ogni due o tre mesi?
e dove si puo portare ad affilare e il costo?
grazie
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Re: Trattamenti termici.

Messaggioda massimo90trieste » 14/09/2017, 18:36

Bellissime informazioni(mi riferisco a tutte le pagine sugli acciai). Non scende ne troppone troppo poco nello specifico...il giusto. Ben fatta.
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