I tipi di atmosfera del forno comprendono principalmente l'atmosfera esotermica, l'atmosfera endotermica e l'atmosfera inerte. Ogni tipo serve a scopi specifici nei processi di trattamento termico dei metalli.
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Atmosfera esotermica: Questo tipo di atmosfera è caratterizzato da reazioni esotermiche, che generano calore senza la necessità di riscaldare esternamente gas e aria. È efficace per prevenire l'ossidazione superficiale durante il trattamento termico dei metalli. Esistono due tipi 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, che potrebbe portare a una scarsa resistenza all'usura.
- Esotermia 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 a causa del minor contenuto di monossido di carbonio e idrogeno, che influisce sulla capacità di prevenire l'ossidazione e la decarburazione.
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Atmosfera endotermica (Classe 300): Questa atmosfera viene creata aggiungendo una miscela di carburante e aria a una camera riscaldata contenente un catalizzatore. Il processo produce un'atmosfera ricca di monossido di carbonio e idrogeno, efficace 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.
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Atmosfere inerti: Comprendono gas come argon, azoto ed elio, che non reagiscono con i materiali da riscaldare. Vengono utilizzate per prevenire l'ossidazione e altre reazioni chimiche durante il trattamento termico. Le atmosfere inerti sono particolarmente utili per i materiali o i processi sensibili in cui la presenza di ossigeno o di altri gas reattivi potrebbe essere dannosa.
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Altre atmosfere:
- Classe 200: Questa atmosfera di base viene creata rimuovendo l'anidride carbonica e il vapore acqueo da una base di azoto. Si usa 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, come ad esempio in alcuni tipi di processi di nitrurazione.
Ciascuna di queste atmosfere ha una funzione specifica nel trattamento termico dei metalli, a seconda del risultato desiderato e delle proprietà dei materiali da trattare. La scelta dell'atmosfera è fondamentale per ottenere le proprietà metallurgiche desiderate ed evitare reazioni indesiderate durante il processo di riscaldamento.
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