ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE G ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE G. MARCONI Laboratorio di Matematica Laboratorio di Tecnologia e Disegno TRATTAMENTI DEGLI ACCIAI prof. Antonio BOCCAFOSCHI

OBIETTIVO DEI TRATTAMENTI 2 OBIETTIVO DEI TRATTAMENTI Modificare alcune proprietà meccaniche e tecnologiche dei materiali Durezza Resistenza Tenacità Lavorabilità Malleabilità per una migliore utilizzabilità del materiale stesso

3 COSA SI MOFIFICA Struttura interna Composizione chimica

FISICO CHIMICI TERMICI 4 SI DISTINGUONO IN: TRATTAMENTI TERMICI FISICO CHIMICI TERMICI MECCANICI Tempra Rinvenimento Bonifica Ricottura Normalizzazione Cementazione Nitrurazione Cianurazione Solfonitrurazione A freddo A caldo

TRATTAMENTI TERMICI - CICLO TERMICO 5 TRATTAMENTI TERMICI - CICLO TERMICO Fase di riscaldo Con forni di diverso tipo o con sistemi di induzione elettromagnetica. Il riscaldamento deve essere lento per evitare cricche e distorsioni. Permanenza alla temperatura di riscaldo Il pezzo viene mantenuto alla temperatura di riscaldo per un tempo sufficiente a uniformare la temperatura in tutte le sue parti. Il tempo dipende dalla massa del pezzo. Il pezzo viene riportato alla temperatura ambiente con velocità variabili in funzione del tipo di trattamento e del materiale da trattare. Il raffreddamento può essere eseguito in forno, in aria, in acqua, in bagno di sali, ecc. Il raffreddamento è una fase critica, una velocità troppo elevata può dar origine a cricche e rotture. Fase di raffreddamento Il trattamento può avvenire in atmosfera controllata, sotto vuoto, ecc

6 IL CICLO TERMICO

TRATTAMENTI TERMICI - TEMPRA 7 TRATTAMENTI TERMICI - TEMPRA 1) Riscaldamento 2) Permanenza alla temperatura di tempra 3) Raffreddamento rapido del pezzo per immersione in un fluido acqua o olio Gli effetti: Aumento della durezza; Aumento della resistenza a rottura e a trazione; Diminuzione della resilienza e della lavorabilità; Diminuzione dell’allungamento percentuale

TRATTAMENTI TERMICI - RINVENIMENTO 8 TRATTAMENTI TERMICI - RINVENIMENTO 1) Riscaldamento ad una temperatura inferiore a quella di tempra 2) Permanenza alla temperatura di riscaldo 3) Raffreddamento lento Gli effetti: Ha lo scopo di limitare gli effetti della tempra, limitando la durezza ma aumentando la tenacità T < T tempra

TRATTAMENTI TERMICI BONIFICA= TEMPRA + RINVENIMENTO 9 TRATTAMENTI TERMICI BONIFICA= TEMPRA + RINVENIMENTO Gli effetti: Un buon compromesso tra l’aumento della durezza e della resistenza con il mantenimento di una buona resilienza Ciclo termico complessivo

TRATTAMENTI TERMICI - RICOTTURA 10 TRATTAMENTI TERMICI - RICOTTURA 1) Riscaldamento ad una temperatura superiore a quella di tempra 2) Permanenza alla temperatura di riscaldo 3) Raffreddamento lento Gli effetti: Ha lo scopo di sopprimere gli effetti di precedenti trattamenti termici e ripristinare la struttura interna normale

TRATTAMENTI TERMICI NORMALIZZAZIONE 11 TRATTAMENTI TERMICI NORMALIZZAZIONE 1) Riscaldamento ad una temperatura superiore a quella di tempra 2) Permanenza alla temperatura di riscaldo 3) Raffreddamento in aria calma Gli effetti: Si ripristina la struttura interna omogenea, si eliminano le tensioni interne dovute a precedenti lavorazioni (laminazione, saldatura, ecc) e si predispone il materiale alle successive lavorazioni o trattamenti.

FORNI PER TRATTAMENTI TERMICI 12 FORNI PER TRATTAMENTI TERMICI Forni a pozzo Forni a campana

TRATTAMENTI FISICO CHIMICI - CEMENTAZIONE 13 TRATTAMENTI FISICO CHIMICI - CEMENTAZIONE Riscaldamento ad una temperatura superiore rispetto quella di tempra, in un ambiente ricco di carbonio ( cementi solidi, liquidi o gassosi) Permanenza per il tempo necessario affinché il carbonio penetri, per diffusione, nella superficie del pezzo raggiungendo lo spessore richiesto (da pochi decimi fino a 1,5 mm). Raffreddamento lento Successiva fase di tempra Gli effetti: Sulla superficie esterna si ottiene elevata durezza, ottima resistenza all’usura, buona resistenza a fatica, Le parti interne conservano le caratteristiche di tenacità, malleabilità e resilienza. Note: L’alta temperatura raggiunta e la successiva tempra sono causa di ossidazione e deformazione del pezzo che richiede sempre una successiva lavorazione.

TRATTAMENTI FISICO CHIMICI - NITRURAZIONE 14 TRATTAMENTI FISICO CHIMICI - NITRURAZIONE Riscaldamento ad una temperatura di circa 500 °C Per il tempo sufficientemente lungo da permettere all’ozono N di penetrare, per diffusione, nella superficie del pezzo per formare dei nitruri. La profondità di diffusione dell’azoto è di pochi decimi di millimetro Raffreddamento Gli effetti: Sulla superficie esterna si ottiene una buona caratteristica di durezza e resistenza all’usura. Questi processi di indurimento superficiale vengono utilizzati per prevenire l’usura dei particolari soprattutto nel campo dello stampaggio e dell’estrusione. Note: La bassa temperatura raggiunta non richiede successive lavorazioni di finitura.

TRATTAMENTI FISICO CHIMICI - CIANURAZIONE 15 TRATTAMENTI FISICO CHIMICI - CIANURAZIONE Riscaldamento ad una temperatura di circa 800 °C 15 minuti di permanenza per permettere al Cianuro di Potassio di penetrare. La profondità di diffusione è di pochi centesimi di millimetro Raffreddamento Gli effetti: Sulla superficie esterna si ottiene una buona caratteristica di durezza e resistenza all’usura.

TRATTAMENTI FISICO CHIMICI - SOLFONITRURAZIONE 16 TRATTAMENTI FISICO CHIMICI - SOLFONITRURAZIONE Riscaldamento ad una temperatura di circa 800 °C Permanenza di 10-15 minuti per diffondere nella superficie del pezzo Zolfo e Azoto. La profondità di diffusione pochi centesimi di millimetro Raffreddamento Gli effetti: Si applica questo trattamento per aumentare la durezza superficiale, la resistenza all’ossidazione e le proprietà autolubrificanti.

TRATTAMENTI MECCANICI 17 TRATTAMENTI MECCANICI Consistono in azioni di deformazione permanente dei materiali mediante applicazione di sforzi meccanici. Agiscono deformando la struttura interna omogeneizzandola ed evitando possibili fessure e cavità interne. A FREDDO: Laminazione, Trafilatura Martellatura A CALDO: Estrusione Forgia Stampaggio a caldo

Grazie per l’attenzione 18 Grazie per l’attenzione