I due metodi principali di tempra dei metalli sono la tempra passante e la cementazione.
La tempra passante prevede il riscaldamento dell'intero pezzo di metallo a una temperatura specifica, quindi il suo rapido raffreddamento, in genere mediante tempra in olio, acqua o aria. Questo processo interessa l'intera sezione trasversale del metallo, aumentandone uniformemente la durezza e la resistenza. La trasformazione avviene grazie al rapido raffreddamento, che stabilizza la struttura cristallina in una forma più dura. Questo metodo è adatto ai metalli con un elevato contenuto di carbonio, quando è necessario temprare l'intero pezzo.
La cementazione si concentra sulla superficie del metallo, creando uno strato esterno duro e resistente all'usura e mantenendo un nucleo più morbido e resistente. Ciò si ottiene attraverso vari processi come la carburazione, la carbonitrurazione, la nitrurazione e la nitrocarburazione. Nella carburazione, ad esempio, il metallo viene riscaldato in un ambiente ricco di carbonio, permettendo al carbonio di diffondersi sulla superficie. Successivamente, il pezzo viene temprato per indurire lo strato superficiale arricchito. Questo metodo è ideale per gli acciai a basso tenore di carbonio, che sono duttili ma non hanno una durezza sufficiente per molte applicazioni.
Entrambi i metodi mirano a migliorare le proprietà meccaniche dei metalli, in particolare la durezza e la resistenza all'usura, modificandone le microstrutture attraverso processi di riscaldamento e raffreddamento controllati. La tempra passante è generalmente utilizzata quando è richiesta una durezza uniforme in tutto il metallo, mentre la cementazione è preferita quando è necessario un equilibrio tra durezza superficiale e tenacità del nucleo.
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