La tempra anisotermica è in generale un trattamento energico che permette di ottenere un acciaio con elevati Re, Rm, H, grazie alla presenza di martensite. Tuttavia, i valori della A% e della resilienza K sono molto bassi per la stessa ragione. Se si considera anche la presenza di un livello di sforzi residui spesso elevati, è evidente che un acciaio non può essere utilizzato direttamente allo stato temprato.

L’operazione di rinvenimento è destinata a correggere più o meno questi inconvenienti. Essa permette di ottenere un metallo con caratteristiche convenienti, giusto compromesso fra Rm ed Re da una parte e A% e K dall’altra. Contrariamente alla tempra, che è un’operazione rapida e di difficile controllo, il rinvenimento permette un controllo agevole delle trasformazioni e, quindi, delle proprietà del metallo.

- un riscaldamento ad una temperatura TR < Ac1 ;

- una permanenza a TR per una durata tR ;

Il rinvenimento provoca una evoluzione dell’acciaio verso uno stato più vicino allo stato fisico-chimico di equilibrio senza tuttavia arrivarci. La scelta di TR e di tR permette di controllare questo ritorno più o meno completo verso lo stato di equilibrio.

Se si considerano degli acciai non legati, oppure legati ma non contenenti elementi carburigeni, si possono

considerare tre diversi stadi dell’evoluzione della marteniste, in funzione della TR. Tali stadi si ricoprono parzialmente:

1) Per delle temperature comprese fra la temperatura ambiente e 100-150°C, il carbonio tende a lasciare i siti che occupa preferenzialmente nella maglia quadratica della martensite. Tale spostamento non è accompagnato da alcuna precipitazione rilevabile. Il carbonio segrega sui difetti cristallini (dislocazioni). Questo è uno stadio di pre-precipitazione, che non comporta la formazione di una maglia cubica. Tali fenomeni si arrestano quando il tenore di C nella martensite raggiunge all’incirca lo 0.25% 10.

Questo spostamento del carbonio permette una diminuzione degli sforzi interni al livello della maglia: Re subisce un aumento sensibile, mentre Rm varia poco.

2) A partire da circa 130°C fino a 250-300°C si ha la precipitazione di carburi di ferro e [Fe2,4C] , per taluni acciai si può avere la precipitazione di carburi c [Fe3C1.05].

Questa precipitazione comporta una contrazione del volume la cui ampiezza aumenta con il tenore in carbonio.

3) Fra 300 e 450°C si ha un ritorno alla maglia cubica con la formazione di Fe3C e scomparsa dei carburi e e c. La cementite si forma all’inizio sotto forma di placchette che a partire di 450°C fino a Ac1 si sferoidizzano e quindi aumentano di volume per coalescenza, con una progressiva diminuzione di Rm ed Re ed un progressivo aumento di A% e di K.

Le strutture ferrite+cementite ottenute (o martensiti rinvenute) hanno delle caratteristiche migliori di quelle ottenibili da g ed in particolare una più elevata resistenza alla rottura fragile. Tuttavia la coalescenza di Fe3C è troppo rapida negli acciai non legati per portare ad un indurimento per precipitazione: nel caso di acciai

4) per temperature superiori a 450°C si ha la sostituzione della cementite Fe3C con dei carburi legati, tutti più stabili della cementite, che si formano in modo preferenziale rispetto alla cementite. La velocità di crescita dei carburi legati è essenzialmente controllata dalla diffusione degli elementi corrispondenti nella matrice ferritica, molto più lenta di quella del carbonio. Il risultato è una dispersione dei carburi legati molto più

fine di quella della cementite e più resistente alla coalescenza. Queste circostanze giustificano l’esistenza di un indurimento per precipitazione ( o secondaria) della massa ferritica al di sopra di 450°Cper acciai con elementi fortemente carburigeni (ad esempio, acciai per utensili). Per temperature superiori a 550-600°C la coalescenza interviene a sua volta, con una conseguente diminuzione della durezza.

L’austenite residua eventualmente mantenuta metastabile alla temperatura ambiente può ritrovare durante il

- Il diagramma TTT presenta un tempo di incubazione per la trasformazione bainitica molto elevato. Tale circostanza interviene per certi acciai molto legati: acciai rapidi, acciai per utensili al 12% in Cr .... In tale caso la trasformazione della Ares è spostata verso i 650-700°C con la formazione di aggregati F+C, come quella descritta nel diagramma TTT.

Per tale categoria può intervenire un fenomeno particolare a modificare le condizioni di trasformazione della Ares. Tali acciai infatti si trovano in uno stato di sovrassaturazione rispetto all’equilibrio e si può avere una precipitazione di carburi nella matrice austenitica verso i 500-600°C. Tale austenite si ritrova quindi impoverita in carbonio, con un conseguente aumento di Ms. Un successivo raffreddamento dell’austenite comporta la formazione di martensite detta secondaria: l’austenite ha subito un fenomeno di destabilizzazione. E’ necessario quindi procedere a un secondo rinvenimento e, talvolta, a diversi successivi per trasformare completamente l’austenite e la martensite secondaria che si ottiene.

P = TR (b + log tR) ove TR e tR sono rispettivamente la temperatura [K] e la durata del rinvenimento [h], b

è una costante che per gli acciai assume il valore di 20. Tale parametro permette di valutare la durezza di un acciai rinvenuto per qualsiasi combinazione TR-tR.

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