Quando si parla di trattamento termico, il modo in cui l'acciaio viene riscaldato è fondamentale.
I diversi tipi di acciaio richiedono processi di riscaldamento diversi per ottenere risultati specifici.
Questi risultati possono includere la normalizzazione, il trattamento di solubilizzazione o il rinvenimento.
Il processo di riscaldamento varia in base al tipo di acciaio e al metodo di trattamento termico specifico.
Come deve essere riscaldato l'acciaio durante il trattamento termico? 7 metodi chiave spiegati
1. Trattamento termico di normalizzazione
Per la normalizzazione, l'acciaio viene riscaldato a circa 40°C al di sopra della sua temperatura critica.
Questo processo è tipicamente utilizzato per le leghe ferrose per ottenere una struttura perlitica uniforme.
L'acciaio viene mantenuto a questa temperatura elevata per un certo periodo e poi raffreddato all'aria aperta.
Lo scopo della normalizzazione è quello di aumentare la tenacità, alleviare le tensioni interne e affinare la dimensione dei grani.
I materiali normalizzati sono più tenaci di quelli ricotti e spesso sono il trattamento finale prima dell'uso.
2. Trattamento in soluzione per l'acciaio inossidabile austenitico
Nel caso dei tubi in acciaio inox austenitico della serie 300, l'acciaio viene riscaldato a una temperatura compresa tra 1050 e 1150°C.
Ciò serve a dissolvere tutti i carburi nell'austenite.
Dopo un breve periodo di mantenimento, l'acciaio viene raffreddato rapidamente a circa 350°C.
La chiave di questo processo è il raffreddamento rapido, con una velocità di raffreddamento di 55°C/s.
In questo modo si evita la zona di temperatura di 550-850°C in cui potrebbe verificarsi la precipitazione dei carburi.
Questo trattamento è fondamentale per mantenere la finitura superficiale e l'integrità strutturale dell'acciaio.
3. Ricottura per acciai inossidabili ferritici e martensitici
Per gli acciai inossidabili ferritici della serie 400, la temperatura di riscaldamento è inferiore, intorno ai 900°C.
Si utilizza un raffreddamento lento per ottenere una struttura ricotta e ammorbidita.
Gli acciai inossidabili martensitici possono essere sottoposti a tempra sezionale seguita da rinvenimento.
Il processo di ricottura contribuisce ad ammorbidire l'acciaio e a migliorarne la duttilità.
4. Il rinvenimento
Il rinvenimento consiste nel riscaldare una lega ferrosa temprata o normalizzata a una temperatura inferiore all'intervallo di trasformazione.
Lo scopo è ridurre la fragilità e rimuovere le tensioni interne causate dal rapido raffreddamento.
A seconda della temperatura di rinvenimento, la struttura dell'acciaio può trasformarsi in troostite (a 300-750°F) o sorbite (a 750-1290°F).
Ciascuna di esse offre diversi livelli di resistenza e duttilità.
5. Atmosfere del forno
La scelta dell'atmosfera del forno dipende dallo specifico processo di trattamento termico.
Le atmosfere esotermiche, ad esempio, prevengono l'ossidazione superficiale durante il trattamento termico dei metalli.
Le condizioni esotermiche ricche sono utilizzate per processi come il rinvenimento e la ricottura.
Le condizioni esotermiche magre sono adatte agli acciai a basso tenore di carbonio per prevenire la decarburazione.
6. Trattamento termico a induzione
Il trattamento termico a induzione utilizza una corrente elettrica per riscaldare aree specifiche di un pezzo di acciaio alla temperatura richiesta.
Questo metodo consente un controllo preciso del processo di tempra.
Agisce solo su aree selezionate, lasciando inalterate le altre.
Il pezzo viene poi temprato a una velocità controllata per ottenere la durezza desiderata.
7. Controllo accurato delle temperature di riscaldamento, dei tempi di mantenimento e delle velocità di raffreddamento
Ciascuno di questi processi di trattamento termico richiede un attento controllo delle temperature di riscaldamento, dei tempi di mantenimento e delle velocità di raffreddamento.
Ciò garantisce le proprietà meccaniche e le microstrutture desiderate dell'acciaio.
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