I processi di trattamento termico dei metalli possono essere suddivisi approssimativamente in tre categorie: trattamento termico generale, trattamento termico superficiale e trattamento termico chimico. A seconda del mezzo riscaldante, della temperatura di riscaldamento e del metodo di raffreddamento, ciascuna categoria può essere ulteriormente suddivisa in diversi processi di trattamento termico. Utilizzando processi di trattamento termico differenti, lo stesso metallo può ottenere strutture diverse e quindi presentare proprietà diverse. L'acciaio è il metallo più utilizzato nell'industria e la sua microstruttura è anche la più complessa, pertanto esistono molti tipi di processi di trattamento termico per l'acciaio.
Il trattamento termico complessivo è un processo di trattamento termico dei metalli che riscalda il pezzo nella sua interezza e poi lo raffredda a una velocità adeguata per modificarne le proprietà meccaniche complessive. Il trattamento termico complessivo dell'acciaio comprende generalmente quattro processi fondamentali: ricottura, normalizzazione, tempra e rinvenimento.
1.Ricottura
La ricottura consiste nel riscaldare il pezzo a una temperatura appropriata, adottando tempi di mantenimento variabili a seconda del materiale e delle dimensioni del pezzo, e quindi raffreddarlo lentamente. Lo scopo è quello di portare la struttura interna del metallo a uno stato di equilibrio o di rilasciare le tensioni interne generate nel processo precedente. In questo modo si ottengono buone prestazioni di lavorazione e di esercizio, oppure si prepara la struttura per un successivo processo di tempra.
2. Normalizzazione
La normalizzazione consiste nel riscaldare il pezzo a una temperatura adeguata e poi raffreddarlo all'aria. L'effetto della normalizzazione è simile a quello della ricottura, con la differenza che la struttura ottenuta è più fine. Viene spesso utilizzata per migliorare le prestazioni di taglio dei materiali e talvolta per soddisfare determinati requisiti. Non è adatta come trattamento termico finale per pezzi di grandi dimensioni.
3. Spegnimento
La tempra consiste nel riscaldare e mantenere il pezzo in lavorazione a una determinata temperatura, per poi raffreddarlo rapidamente in un mezzo di tempra come acqua, olio o altre soluzioni di sali inorganici, oppure soluzioni acquose organiche.
4. Temperamento
Dopo la tempra, l'acciaio diventa duro ma allo stesso tempo fragile. Per ridurre la fragilità dei pezzi in acciaio, questi vengono mantenuti a una temperatura adeguata, superiore alla temperatura ambiente e inferiore a 650 °C, per un lungo periodo, e poi raffreddati. Questo processo è chiamato rinvenimento. Ricottura, normalizzazione, tempra e rinvenimento sono i "quattro fuochi" del trattamento termico complessivo. Tra questi, la tempra e il rinvenimento sono strettamente correlati, vengono spesso utilizzati insieme e sono indispensabili.
I "Quattro Fuochi" hanno sviluppato diversi processi di trattamento termico con differenti temperature di riscaldamento e metodi di raffreddamento. Per ottenere una certa resistenza e tenacità, il processo di combinazione di tempra e rinvenimento ad alta temperatura è chiamato tempra e rinvenimento. Dopo che alcune leghe vengono temprate per formare una soluzione solida sovrasatura, vengono mantenute a temperatura ambiente o a una temperatura leggermente superiore per un periodo di tempo prolungato per migliorarne la durezza, la resistenza o le proprietà elettromagnetiche. Questo processo di trattamento termico è chiamato trattamento di invecchiamento.
Il metodo di combinazione efficace e stretta tra deformazione mediante trattamento a pressione e trattamento termico per ottenere una buona resistenza e tenacità del pezzo è chiamato trattamento termico di deformazione; il trattamento termico eseguito in atmosfera a pressione negativa o sottovuoto è detto trattamento termico sottovuoto, che non solo impedisce l'ossidazione o la decarburazione del pezzo, ma mantiene anche la superficie del pezzo trattato liscia e pulita, migliorandone le prestazioni. Può anche essere sottoposto a trattamento termico chimico con agenti penetranti.
Attualmente, con la crescente maturità delle tecnologie laser e al plasma, queste due tecnologie vengono utilizzate per applicare uno strato di rivestimenti resistenti all'usura, alla corrosione o al calore sulla superficie di pezzi in acciaio comuni, al fine di modificarne le proprietà superficiali. Questa nuova tecnica è chiamata modifica superficiale.
Data di pubblicazione: 31 marzo 2024
