La tempra in chimica è il processo di raffreddamento rapido di un prodotto per ottenere proprietà specifiche.
Questo processo è essenziale per i materiali che necessitano di un'elevata resistenza alla deformazione e alla corrosione.
Ne sono un esempio le lame e i serbatoi di stoccaggio.
Come funziona il raffreddamento in chimica? 5 fasi chiave spiegate
1. Fase del vapore
Quando un componente caldo viene immerso per la prima volta nell'olio di tempra, è circondato da una coltre di vapore.
Questo strato rallenta inizialmente il processo di raffreddamento.
Il calore viene rimosso principalmente per irraggiamento attraverso il vapore.
Per accelerare questa fase, si possono usare additivi per aumentare l'agitazione dello strato di vapore.
In questo modo si favorisce una più rapida dispersione del vapore.
2. Fase di ebollizione
Quando la temperatura del componente diminuisce, la coltre di vapore si rompe.
Ciò porta al contatto diretto tra l'olio e il componente.
Questa fase è caratterizzata da una rapida ebollizione.
La rapida ebollizione aumenta notevolmente la velocità di raffreddamento.
3. Fase di convezione
Quando la temperatura del componente scende al di sotto del punto di ebollizione dell'olio, il raffreddamento continua per convezione.
L'olio circola intorno al componente.
Il calore viene trasferito dal componente fino al raggiungimento della temperatura desiderata.
4. Tipi di tempra
Olio di tempra
Questo tipo di tempra utilizza oli specificamente progettati per indurire i componenti.
Controlla il trasferimento di calore e migliora la bagnatura per ridurre al minimo le distorsioni e le cricche.
Tempra sotto vuoto
Eseguito in un forno a vuoto, questo metodo prevede il riscaldamento del materiale in un'atmosfera controllata e il successivo raffreddamento rapido.
Esistono due sottotipi:
- Tempra in gas: Il pezzo viene riscaldato nel vuoto e raffreddato con gas neutro di elevata purezza, come l'azoto.
- Tempra liquida: Dopo il riscaldamento sotto vuoto, il pezzo viene spostato in una camera di raffreddamento riempita di azoto ad alta purezza e quindi raffreddato rapidamente in un bagno d'olio.
5. Processo di post-cottura
Dopo la tempra, i materiali sono spesso sottoposti a rinvenimento.
Il rinvenimento consiste nel riscaldare il materiale bonificato a una temperatura inferiore al suo punto critico.
Quindi, viene raffreddato lentamente.
Questo processo aiuta a ridurre la fragilità e a rimuovere le tensioni causate dalla tempra.
Migliora la tenacità e la duttilità complessiva del materiale.
Applicazioni
La tempra è ampiamente utilizzata nei settori in cui i materiali devono resistere a sollecitazioni elevate e alla corrosione.
Tra gli esempi vi sono la produzione di utensili, parti di automobili e componenti aerospaziali.
La scelta del metodo e del mezzo di tempra dipende dalle proprietà specifiche del materiale richiesto e dalle esigenze dell'applicazione.
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