4. Trattamenti termici isotermici industriali degli acciai.
Tempra scalare martensitica (martempering): Dopo l’austenitizzazione, il pezzo è portato e mantenuto ad una temperatura leggermente superiore ad M
s. Il raffreddamento deve essere sufficientemente rapido da evitare tutte le trasformazioni prima di Ms. Ciò limita l’impiego di tale trattamento a pezzi di piccole dimensioni ed a degli acciai con una composizione chimica tale che i tempi di incubazione siano sufficientemente lunghi. Lo scopo è quello di omogenizzare la temperatura del pezzo prima della trasformazione martenistica:la permanenza al di sopra di Ms deve essere inferiore a t0 per evitare un inizio della trasformazione bainitica. La trasformazione A ® M avverrà quindi all’incirca simultaneamente in tutto il pezzo ed i gradienti termici saranno piccoli, con una complessiva diminuzione delle sollecitazioni e dei rischi di deformazione e di rottura.
Oltre alla limitazione dovuta alle dimensioni del pezzo da trattare, le caratteristiche del pezzo da trattare dopo rinvenimento sono leggermente inferiori a quelle ottenute per tempra classica e rinvenimento.
Tempra scalare bainitica (austempering):
Dopo austenitizzazione, il pezzo è portato e mantenuto ad una temperatura leggermente superiore ad M
s. Contrariamente al caso del martempering, in questo caso la permanenza deve essere sufficiente affinchè la trasformazione bainitica abbia luogo totalmente o parzialmente . In quest’ultimo caso si otterrà una struttura B + M . Il trattamento perfettamente isotermico riduce al minimo il rischio di deformazioni di tempra ed, inoltre, la bainite inferiore ha delle caratteristiche Re e K buone almeno come quelle di una martensite rinvenuta. La soppressione del rinvenimento è ugualmente interessante per quelle leghe che presentano una elevata fragilità al rinvenimento e per i pezzi di piccole dimensioni e di forma complicata.
Figura 11
Ricottura isotermica: Dopo austenitizzazione, l’acciaio è portato ad una temperatura di Ac1 - 25°C e mantenuto a questa temperatura: si ottiene una struttura F + P per gli acciai ipoeutettoidici.
Nel caso di acciai ad elevata temprabilità, la ricottura classica esige dei raffreddamenti estremamente lenti. In tale caso si procede ad una ricottura isotermica al livello del “naso” perlitico. Se la durata è troppo elevata, si deve far seguire questo trattamento da una ricottura di addolcimento.
Si deve notare che la scelta di una temperatura di austenitizzazione Ta relativamente bassa (prossima ad Ac3) favorisce la formazione di perlite globulare, mentre una Ta relativamente elevata favorisce la formazione di perlite lamellare. La prima è più inddicata per la tornitura, mentre la seconda è più indicata per la fresatura.
Ausforming: Si tratta di una trattamento termomeccanico che consiste in una deformazione intensa (forgiatura, laminazione) in fase austenitica, prima della trasformazione martensitica. Questa richiede di utilizzare una lega il cui diagramma presenta dei domini perlitici e bainitici separati da una zona di grande stabilità di A, permettendo così la deformazione. Questo importante incrudimento aumenta notevolmente la densità delle dislocazioni della fase austenitica, permettendo quindi la formazione di una martensite molto più fine e con caratteristiche migliorate dopo rinvenimento (precipitazione di carburi molto fini): l’incremento di Re ed Rm può raggiungere il 50%.
