Trattamenti termici degli acciai: Nitrurazione e Carbonitrurazione

Rubrica: Trattamenti termici

Titolo o argomento: Nitrurazione e Carbonitrurazione

Per i punti critici (Ac1, Ac3…) fare riferimento al diagramma Ferro Carbonio e le spiegazioni riportate nell’articolo introduttivo (vedi i Link Correlati in basso).

Nitrurazione

La nitrurazione è un T.T. durante il quale la zona periferica del pezzo viene arricchita d’azoto. Essa conferisce al pezzo d’acciaio trattato uno strato superficiale fine molto duro, resistente all’usura ed alla corrosione. Tale trattamento non è seguito da nessun altro trattamento e può essere eseguito solo su acciai con una determinata composizione. Il trattamento termico di Nitrurazione viene eseguito ad esempio sugli alberi a gomito (realizzati per l’appunto in acciaio da nitrurazione) solo dopo che il pezzo è stato rettificato e rispetta le dovute tolleranze. Si evitano indesiderate deformazioni disponendo gli alberi a gomito nei forni in modo ordinato evitando accatastamenti di più pezzi e posizioni sfavorevoli.

Fasi

Riscaldamento a 560-590°C dei pezzi di acciaio da trattare in forni contenenti azoto allo stato atomico.

L’assorbimento superficiale di questo elemento provoca la formazione di azoturi o nitruri di ferro che conferiscono grande durezza.

Carbonitrurazione

La carbonitrurazione ha lo scopo di aumentare notevolmente la durezza superficiale del pezzo trattato, nonché la resistenza all’usura e la resistenza alla fatica.

Fasi

Riscaldamento dei pezzi di acciaio (a bassa percentuale di carbonio) alla temperatura di 700-800°C in forni contenenti carbonio e azoto allo stato atomico.

Permanenza in tali forni per un tempo proporzionale (alcune ore) allo spessore cementato che si desidera ottenere.

Raffreddamento veloce che produce la tempra dello strato carbonitrurato.

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Introduzione ai trattamenti termici degli acciai
Introduzione ai trattamenti superficiali
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Diagramma Ferro Carbonio

Trattamenti termici degli acciai: Cementazione e Carbocementazione

Rubrica: Trattamenti termici

Titolo o argomento: Cementazione e Carbocementazione

Per i punti critici (Ac1, Ac3…) fare riferimento al diagramma Ferro Carbonio e le spiegazioni riportate nell’articolo introduttivo (vedi i Link Correlati in basso).

Cementazione

Le cementazioni sono quei T.T. che modificano più o meno profondamente la composizione di una lega ferrosa, costituente un pezzo, per diffusione di un elemento a partire dalla superficie. Esistono diverse tipologie di cementazione: carbocementazione, carbocementazione con cementi solidi, carbocementazione con cementi gassosi, carbocementazione con cementi liquidi.

Fasi carbocementazione

Riscaldamento dei pezzi di acciaio dolce ad una temperatura di 900-930°C in un mezzo contenente carbonio allo stato atomico.

Permanenza a tale temperatura e ambiente per un tempo proporzionale allo spessore dello strato superficiale che si desidera carbocementare.

Successivo T.T. di tempra per indurire solo lo strato superficiale.

Rinvenimento a 130-150°C per attenuare le tensione sorte nello strato superficiale martensitico dei pezzi.

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Diagramma Ferro Carbonio

Trattamenti termici degli acciai: Rinvenimento

Rubrica: Trattamenti termici

Titolo o argomento: Rinvenimento

Per i punti critici (Ac1, Ac3…) fare riferimento al diagramma Ferro Carbonio e le spiegazioni riportate nell’articolo introduttivo (vedi i Link Correlati in basso).

Rinvenimento

Si tratta di un trattamento termico che permette al pezzo trattato di acquisire un’elevata resistenza a trazione e, al tempo stesso, buone capacità di allungamento e tenacità. Si riscontra inoltre una diminuzione di fragilità.

Fasi

Riscaldamento fino ad una temperatura inferiore ad Ac1 e pari a circa 100-200°C. A queste temperature la struttura martensitica ottenuta con la tempra non cambia tuttavia si riduce la durezza di tale struttura. Tale calo di durezza offre una notevole riduzione delle tensioni interne aumentando la resilienza.

In alternativa riscaldamento fino ad una temperatura inferiore ad Ac1 e pari a circa 450-650°C. A queste temperature la struttura martensitica ottenuta con la tempra diventa sorbite e ciò cambia notevolmente tutte le proprietà dell’acciaio nel quale diminuisce notevolmente la resistenza in cambio di allungamento e tenacità ancora maggiori rispetto al primo tipo di riscaldamento.

Permanenza alla suddetta temperatura dalle 2 alle 10 ore.

Raffreddamento veloce (in acqua oppure olio) per gli acciai soggetti alla fragilità al rinvenimento.

Raffraddamento (in aria) a qualsiasi velocità per gli acciai non soggetti alla fragilità al rinvenimento.

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Diagramma Ferro Carbonio