2. L’austenitizzazione.
La possibilità di far subire ad un acciaio un indurimento per tempra dipende da una condizione metallurgica e da una condizione termica.
La condizione metallurgica è legata all’esistenza di un dominio austenitico (g) nel diagramma di equilibrio e di una trasformazione g ® a, in cui la ferrite sia la fase stabile alla temperatura ambiente. Gli acciai che possono subire la tempra sono costituiti all’ambiente, allo stato ricotto, da ferrite + perlite oppure carburi + perlite.
La condizione termica è legata alla possibilità di raffreddare l’acciaio, a partire dallo stato austenitico, con una velocità sufficiente in modo da provocare la formazione di costituenti non compresi nel diagramma di equilibrio. Si definisce tempra l’operazione che consiste nel raffreddare un acciaio più rapidamente che all’aria calma.
2.1 L’operazione di austenitizzazione degli acciai.
La possibilità di austenitizzare un acciaio è una condizione assolutamente necessaria per poter ottenere un indurimento mediante tempra. I parametri di austenitizzazione sono:
- La temperatura di austenitizzazione
qa. Per gli acciai ipoeutettoidici tale temperatura è superiore ad Ac3 di 30-50°C (figura 7).
Figura 7
- La durata di austenitizzazione ta. La durata di permanenza è funzione dello spessore del pezzo considerato.
L’austenite, soluzione solida policristallina CFC, contiene in soluzione tutti gli elementi di lega, se l’austenitizzazione è completa, ed una parte, se l’austenitizzazione è parziale, con la coesistenza di fasi non
disciolte, spesso dei carburi. Un caso tipico di austenitizzazione parziale è quello degli acciai ipereutettoidici, per i quali spesso la temperatura di austenitizzazione è superiore di circa 50°C ad Ac1. In tale caso si ottiene una struttura formata da g + carburi.
Lo stato austenitizzato, al termine di ta è caratterizzato da:
- La composizione chimica media dell’austenite che, nel caso di austenitizzazione parziale, può essere molto diversa da quella dell’acciaio di partenza, e, nel caso che ta sia insufficiente, può mostrare dei fenomeni di microsegregazione.
- La grandezza del grano austenitico Ga , dato che la permanenza ad alta temperatura può portare anche a forti ingrossamenti del grano. Tale processo è funzione delle temperature e dellle durate considerate.
2.2 Influenza degli elementi sull’austenitizzazione.
Gli elementi di lega agiscono sulla austenitizzazione:
- Per il loro carattere alfageno oppure gammageno.
- Per il loro carattere carburigeno. La presenza di elementi carburigeni agisce sulla composizione della fase g alla fine dell’austenitizzazione e sulla grandezza del grano austenitico. La presenza di una fine dispersione di carburi o di carbonitruri rende più difficile la migrazione dei bordi grano. Tale processo è tanto più efficace quanto più stabili sono i carburi presenti (ad esempio V, Ti, Nb).
