Il trattamento termico influisce in modo significativo sulle proprietà meccaniche dei metalli.
Lo fa alterando la loro microstruttura.
Questo, a sua volta, influenza la durezza, la resistenza, la tenacità, la duttilità e l'elasticità.
Ciò avviene attraverso due meccanismi principali: la formazione di martensite e la diffusione di elementi all'interno della lega.
5 Approfondimenti chiave
1. Formazione della martensite
Durante il trattamento termico, in particolare in processi come la tempra, il rapido raffreddamento del metallo può portare alla formazione di martensite.
La martensite è una struttura dura e fragile che si forma quando il metallo viene raffreddato abbastanza rapidamente da impedire la normale trasformazione per diffusione che altrimenti si verificherebbe.
Questo raffreddamento rapido blocca la struttura cristallina ad alta temperatura, determinando un aumento significativo della durezza e della resistenza.
Tuttavia, tende anche a ridurre la duttilità e la tenacità, rendendo il materiale più fragile.
2. Meccanismo di diffusione
Il trattamento termico può anche favorire la diffusione degli elementi all'interno della lega.
A temperature elevate, gli atomi acquistano energia sufficiente per muoversi più liberamente all'interno della struttura reticolare del metallo.
Ciò può portare all'omogeneizzazione della lega, dove i diversi elementi sono distribuiti in modo più uniforme.
Questo processo può alterare le proprietà meccaniche del metallo, come la durezza e la duttilità, a seconda della composizione specifica della lega e dei parametri di trattamento (temperatura e durata).
3. Miglioramento delle proprietà meccaniche
I processi di trattamento termico come la ricottura, la tempra e il rinvenimento sono utilizzati per migliorare specifiche proprietà.
Ad esempio, la ricottura consiste nel riscaldare il metallo e nel lasciarlo raffreddare lentamente, riducendo la durezza e aumentando la duttilità e la tenacità.
Ciò è utile per rendere il metallo più lavorabile per le successive lavorazioni, come ad esempio la lavorazione o la formatura.
La tempra, invece, raffredda rapidamente il metallo per indurirlo, mentre il rinvenimento riscalda il metallo temprato a una temperatura inferiore per ridurre la fragilità e migliorare la tenacità.
4. Resistenza all'usura e durata
Il trattamento termico può migliorare notevolmente la resistenza all'usura dei metalli.
Indurendo la superficie del metallo (cementazione) o indurendolo nella sua totalità (tempra passante), il materiale diventa più resistente all'usura.
Ciò è particolarmente vantaggioso per gli acciai economici come l'A-36 o il 1018, trasformandoli in materiali più durevoli.
5. Tempra localizzata
Tecniche come la tempra a fiamma o a induzione consentono di indurire localmente aree specifiche di un pezzo, lasciando inalterate le altre aree.
Ciò è particolarmente utile nelle applicazioni in cui solo alcune parti di un componente devono resistere a un'usura o a sollecitazioni elevate.
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