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Trattamento termico per acciaio: cos’è e a cosa serve

Cos’è il trattamento termico per acciaio e a cosa serve? Anche in questo caso esistono diverse tipologie di processi. Ognuno di questi ha lo scopo di raggiungere risultati diversi per le differenti esigenze di utilizzo dell’oggetto trattato.

Con il trattamento termico lo strato di nichel chimico presente nell’acciaio viene portato a elevate temperature per ottenere una certa compattezza dello strato finale.

L’obiettivo è migliorarne l’aderenza e aumentarne il livello di durezza. Grazie al trattamento termico è possibile la trasformazione a forma cubica a facce centrate che si presenta con una composizione più stabile e con una durezza superficiale più elevata.

Generalmente, per ottenere una durezza superficiale pari a 1000 HV100 è sufficiente un trattamento termico della durata di 10 ore a 300°, oppure di 1 ora a 400°. Prima di procedere con questo trattamento è fondamentale tenere conto del grado di deformazione del materiale di base, per evitare di rovinare l’oggetto.

 

Cos’è il trattamento termico?

Il trattamento termico è un ciclo di riscaldamento effettuato in predeterminate condizioni e temperature. Ha lo scopo di far assumere all’acciaio quelle strutture cristalline che gli conferiscono determinate caratteristiche meccaniche e tecnologiche.

Questo procedimento è sempre seguito da più fasi di raffreddamento con tempi più o meno lunghi a seconda dell’effetto che si vuole ottenere.

Per scegliere il tipo di trattamento in modo consapevole è necessario conoscere il diagramma di stato dell’acciaio e le relative curve ricavate applicando riscaldamenti e raffreddamenti molto lenti. Questo passaggio è per consentire il raggiungimento di un equilibrio a ogni temperatura.

 

Trattamento termico acciaio: l’importanza della velocità

Un ruolo fondamentale durante il trattamento termico è svolto dalla velocità di riscaldamento e raffreddamento. Il tempo dedicato a questi processi influisce sulle temperature di transizione e, ancora più importante, sulla natura stessa della struttura ottenuta con la possibilità di ottenere costituenti metastabili.

Per determinare le modalità di un trattamento termico sono, quindi, indispensabili:

  • Conoscenza dei punti critici di temperatura: A3, A1 (variano secondo il tenore di carbonio)
  • Curve di trasformazione dell’austenite: in condizioni isoterme (TTT) e anisoterme (CCT)
  • Conoscenza delle temperature di inizio e di fine della trasformazione martensitica

 

Trattamenti termici: le fasi

A seconda del risultato che si vuole ottenere, il trattamento termico può prevedere diverse fasi:

  1. Ricottura: si utilizza prevalentemente su acciaio e rame come preparazione alle fasi successive e rende il materiale più omogeneo e malleabile.
  2. Normalizzazione: consiste nel riscaldamento del materiale a una temperatura poco superiore a quella di austenizzazione e consente di raggiungere l’equilibrio microstrutturale.
  3. Tempra: consiste nel riscaldamento a una temperatura di circa 50° superiore a quella di austenizzazione e nel suo rapido raffreddamento a temperatura ambiente. In questo modo si ottiene una struttura resistente alla trazione ed elastica.
  4. Rinvenimento e bonifica: si riscalda a temperatura sufficiente a trasformazione della martensite e dell’eventuale austenite residua per riscaldamento di un acciaio in sorbite e con la bonifica si otterrà una struttura con un’ottima resilienza.