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Trattamenti termici

Trattamenti termici delle leghe del ferro

Si può definire trattamento termico un insieme di operazioni che comprende riscaldamenti e raffreddamenti controllati e il cui scopo è quello di modificare la composizione chimica, la struttura interna, le proprietà tecnologiche e meccaniche del materiale in lavorazione.

I trattamenti termici modificano significativamente le proprietà meccaniche del solido in lavorazione quali ad esempio: la durezza, la malleabilità, la lavorabilità, la tenacità, la resistenza all'usura, la duttilità, ecc.

Gli effetti dei trattamenti termici dipendono da una serie di fattori che comprendono la tipologia del materiale, la sua composizione chimica, eventuali lavorazioni pregresse, ecc.

Ciclo termico

I trattamenti termici sono caratterizzati da un ciclo termico che comprende tre fasi:

  • fase di riscaldamento;
  • fase di permanenza;
  • fase di raffreddamento.

ciclo termico

Diagramma di un ciclo termico: in ascissa è riportata la durata del ciclo termico (s) mentre in ascissa è riportata la temperatura (°C).

Nella fase di riscaldamento si ha il riscaldamento del materiale in forno dalla temperatura ambiente ad una determinata temperatura T (che varia a seconda del trattamento termico). La velocità di riscaldamento non deve essere troppo elevata per evitare tensioni o cricche dovute alla diversa temperatura delle parti interne ed esterne del materiale.

Nella fase di permanenza il materiale viene mantenuto alla temperatura T per un determinato intervallo di tempo (t2-t1). Caratteristica di questa fase è il tempo di permanenza. Se il tempo di permanenza è sufficientemente lungo il pezzo assume la stessa temperatura in tutti i punti.

Nella fase di raffreddamento si ha il raffreddamento del pezzo in lavorazione dalla temperatura T alla temperatura ambiente. Delle tre questa è la fase più importante. Caratteristica di questa fase è il tempo di raffreddamento che può essere molto basso (raffreddamento in acqua agitata) o molto alto (raffreddamento controllato in forno termostatato).

Principali trattamenti termici

Di seguito vengono elencati i principali trattamenti termici che differiscono per la temperatura di riscaldamento, per il tempo di permanenza e per la velocità del raffreddamento.

E' chiaro che ciascun trattamento termico conferisce al materiale in lavorazione proprietà fisiche e tecnologiche assai differenti.

I principali trattamenti termici sono:

  • tempra;
  • rinvenimento;
  • bonifica;
  • ricottura;
  • normalizzazione;
  • carbocementazione;
  • nitrurazione.

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