Cos’è il trattamento di rinvenimento acciaio
Il rinvenimento dell’acciaio è un trattamento termico a caldo cruciale nella lavorazione dei metalli, che permette di ridurre la durezza e migliorare la tenacità del materiale.
Si tratta di una fase essenziale che spesso segue il trattamento di tempra e ne corregge le fragilità.
L’insieme di trattamento di tempera e di rinvenimento prende il nome di bonifica.
Durante il rinvenimento, il materiale viene riscaldato a temperature inferiori al punto di trasformazione critico, al fine di modificare la struttura cristallina ottenuta dalla tempra, riducendo così le tensioni interne e conferendo al metallo le caratteristiche desiderate.
Il rinvenimento si verifica dopo la tempra, quando l’acciaio ha acquisito una durezza eccessiva ma una resilienza insufficiente.
Questo processo mira a ottimizzare le proprietà meccaniche del materiale, come la tenacità e la resistenza, garantendo che il metallo possa resistere a urti e carichi dinamici senza compromettere la sua integrità strutturale. Inoltre, il rinvenimento aiuta a ridurre il rischio di cricche e fratture nel metallo, migliorando la sua lavorabilità e facilitando le fasi successive della produzione.
Rinvenimento Acciaio: le fasi
Durante il rinvenimento, l’acciaio viene riscaldato a temperature specifiche, che possono variare in base al tipo di acciaio e alle proprietà desiderate.
Questo processo è suddiviso in diverse fasi, ciascuna caratterizzata da temperature e tempi di permanenza specifici.
Le fasi di rinvenimento consentono la decomposizione della martensite e la formazione di nuove fasi microstrutturali, che contribuiscono a migliorare la tenacità e la lavorabilità del materiale.
Le fasi di rinvenimento si svolgono a temperature inferiori al punto di trasformazione critico dell’acciaio e possono variare da circa 160°C a oltre 500°C, a seconda del tipo di acciaio e delle sue specifiche applicazioni.
Prima Fase di Rinvenimento
La prima fase di rinvenimento avviene tra gli 80°C e i 200°C circa.
In questa fase si verifica la separazione dei carburi dal reticolo di martensite e avviene una riduzione della distorsione del reticolo.
Seconda Fase di Rinvenimento
La seconda fase di rinvenimento avviene a temperature comprese tra i 200°C e i 320°C circa.
L’austenite residua si decomprime e si formano carburi e α-ferrite che contribuiscono a migliorare ulteriormente le proprietà del materiale.
Terza Fase di Rinvenimento
Durante la terza fase di rinvenimento (320°C – 520°C circa) si instaura un equilibrio tra ferrite e cementite, e la durezza del materiale diminuisce significativamente.
Si verifica inoltre una coagulazione più accentuata delle particelle di cementite, contribuendo a ottimizzare ulteriormente le proprietà meccaniche dell’acciaio.
Quarta Fase di Rinvenimento
Nella quarta fase di rinvenimento (450°C – 550°C circa) si ha una separazione dei carburi particolari dagli elementi della lega.
Ciò consente di ottenere la durezza maggiore desiderata, rispetto alla martensite ottenuta dalla tempra.
Possibili fragilità dell’acciaio da rinvenimento
Durante il processo di rinvenimento dell’acciaio, esistono alcune possibilità di fragilità che possono influenzare le proprietà meccaniche del materiale.
Questo fenomeno può compromettere la resilienza e la resistenza a urti e flessioni dell’acciaio, rendendolo più suscettibile a rotture e cricche.
Infragilimento a 250-400°C irreversibile
Questo tipo di fragilità colpisce gli acciai al carbonio e quelli bassolegati, e si verifica in un intervallo di temperatura compreso tra i 250°C e i 400°C. Durante questo intervallo di temperatura, gli acciai possono subire una perdita irreversibile di resilienza, compromettendo le loro prestazioni meccaniche.
Infragilimento a 450-550°C reversibile
Conosciuto anche come “malattia di Krupp”, questo tipo di fragilità si verifica in un intervallo di temperatura compreso tra i 450°C e i 550°C, principalmente negli acciai con manganese, nichel o cromo. Questo fenomeno può essere reversibile e dipende dalla formazione di precipitati ai giunti dei grani, che influenzano la coesione intercristallina del materiale.
È fondamentale evitare il rinvenimento dell’acciaio entro questi intervalli di temperatura critica per prevenire il verificarsi di fenomeni di fragilità indesiderati. Scegliere le temperature di rinvenimento e i tempi di esposizione appropriati è essenziale per garantire la qualità e l’affidabilità del materiale lavorato.
Caratteristiche dell’Acciaio in seguito a rinvenimento
L’acciaio ora lavorato possiede caratteristiche che lo rendono ideale per una vasta gamma di applicazioni industriali.
Grazie al processo di rinvenimento, il materiale presenta una maggiore tenacità, una riduzione delle tensioni interne e una maggiore capacità di deformazione, garantendo prestazioni ottimali in ambienti ad alta sollecitazione meccanica.
Inoltre, la possibilità di impostare con precisione il rapporto durezza-tenacità (e viceversa) attraverso parametri desiderati, consente di ottenere materiali su misura per le specifiche esigenze d’applicazione.
