Quando si tratta di trattamento termico dei metalli, il tipo di atmosfera del forno utilizzato è fondamentale.
Esistono tre tipi principali di atmosfere per forni: esotermica, endotermica e inerte.
Ciascuna di esse ha una funzione specifica nei processi di trattamento termico dei metalli.
4 tipi principali di atmosfera di forno spiegati
1. Atmosfera esotermica
L'atmosfera esotermica è caratterizzata da reazioni esotermiche.
Queste reazioni generano calore senza la necessità di riscaldare esternamente il gas e l'aria.
È molto efficace nel prevenire l'ossidazione superficiale durante il trattamento termico dei metalli.
Esistono due tipi principali di atmosfere esotermiche utilizzate per il riscaldamento dell'acciaio:
Esotermica ricca
Questa atmosfera ha una composizione nominale di N2 = 71,5%; CO = 10,5%; CO2 = 5%; H2 = 12,5%; metano (CH4) = 0,5%.
È tipicamente utilizzata per la tempra dell'acciaio, la brasatura di rame e argento, la ricottura e la sinterizzazione di metalli in polvere.
Il potenziale di carbonio della miscela di gas è inferiore allo 0,10%, il che la rende adatta agli acciai a basso tenore di carbonio per evitare la decarburazione.
La decarburazione potrebbe portare a una scarsa resistenza all'usura.
Esotermica magra
Questa atmosfera ha una composizione nominale di N2 = 86,8%; CO = 1,5%; CO2 = 10,5%; H2 = 1,2%.
È meno utilizzata rispetto all'atmosfera esotermica ricca.
Ciò è dovuto al suo minore contenuto di monossido di carbonio e idrogeno, che influisce sulla sua capacità di prevenire l'ossidazione e la decarburazione.
2. Atmosfera endotermica (Classe 300)
L'atmosfera endotermica viene creata aggiungendo una miscela di combustibile e aria a una camera riscaldata contenente un catalizzatore.
Il processo produce un'atmosfera ricca di monossido di carbonio e idrogeno.
Questi componenti sono efficaci nel prevenire l'ossidazione e la decarburazione durante i processi di trattamento termico.
È particolarmente utile per le applicazioni che richiedono un controllo preciso della composizione dell'atmosfera.
3. Atmosfere inerti
Le atmosfere inerti comprendono gas come argon, azoto ed elio.
Questi gas non reagiscono con i materiali da riscaldare.
Vengono utilizzati per prevenire l'ossidazione e altre reazioni chimiche durante il trattamento termico.
Le atmosfere inerti sono particolarmente utili per i materiali sensibili o per i processi in cui la presenza di ossigeno o di altri gas reattivi potrebbe essere dannosa.
4. Altre atmosfere
Classe 200
Questa atmosfera di base viene creata rimuovendo l'anidride carbonica e il vapore acqueo da una base di azoto.
Si utilizza in genere in applicazioni meno critiche, dove è richiesta un'atmosfera semplice e pulita.
Classe 600
Questa atmosfera è basata sull'ammoniaca e viene utilizzata in applicazioni specifiche in cui le proprietà dell'ammoniaca sono vantaggiose.
Ad esempio, viene utilizzata in alcuni tipi di processi di nitrurazione.
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Ciascuna di queste atmosfere ha una funzione specifica nel trattamento termico dei metalli.
La scelta dell'atmosfera è fondamentale per ottenere le proprietà metallurgiche desiderate e per evitare reazioni indesiderate durante il processo di riscaldamento.
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