Trattamento termico “quattro fuochi”

1. Normalizzazione

Il termine "normalizzazione" non caratterizza la natura del processo. Più precisamente, si tratta di un processo di omogeneizzazione o affinamento del grano progettato per rendere la composizione uniforme in tutto il pezzo. Da un punto di vista termico, la normalizzazione è un processo di raffreddamento in condizioni di quiete o in presenza di vento dopo la fase di riscaldamento dell'austenitizzazione. Tipicamente, il pezzo viene riscaldato a circa 55 °C al di sopra del punto critico sul diagramma di stato Fe-Fe3C. Questo processo deve essere riscaldato per ottenere una fase austenitica omogenea. La temperatura effettiva utilizzata dipende dalla composizione dell'acciaio, ma solitamente si aggira intorno agli 870 °C. Date le proprietà intrinseche dell'acciaio fuso, la normalizzazione viene solitamente eseguita prima della lavorazione dei lingotti e prima della tempra di getti e forgiati in acciaio. Gli acciai temprati in aria non sono classificati come acciai normalizzati perché non acquisiscono la microstruttura perlitica tipica degli acciai normalizzati.

2. Ricottura

Il termine "ricottura" indica una classe di trattamento che prevede il riscaldamento e il mantenimento a una temperatura appropriata, seguito da un raffreddamento a una velocità appropriata, principalmente per ammorbidire il metallo e ottenere altre proprietà desiderate o cambiamenti microstrutturali. Tra le finalità della ricottura rientrano, tra le altre, una migliore lavorabilità, la facilità di lavorazione a freddo, il miglioramento delle proprietà meccaniche o elettriche e una maggiore stabilità dimensionale. Nelle leghe a base di ferro, la ricottura viene solitamente eseguita al di sopra della temperatura critica superiore, ma la combinazione tempo-temperatura varia ampiamente nell'intervallo di temperatura e nella velocità di raffreddamento, a seconda della composizione dell'acciaio, dello stato e dei risultati desiderati. Quando il termine "ricottura" viene utilizzato senza un aggettivo qualificativo, il valore predefinito è "ricottura completa". Quando la distensione è l'unico scopo, il processo viene definito "ricottura di distensione" o "ricottura di distensione". Durante la ricottura completa, l'acciaio viene riscaldato a 90~180 °C al di sopra di A3 (acciaio ipoeutettoidico) o A1 (acciaio ipereutettoidico), quindi raffreddato lentamente per rendere il materiale facile da tagliare o piegare. Una volta completamente ricotto, il raffreddamento deve essere molto lento per produrre perlite grossolana. Nel processo di ricottura, il raffreddamento lento non è necessario, poiché qualsiasi velocità di raffreddamento inferiore ad A1 otterrà la stessa microstruttura e durezza.

3. Tempra

La tempra è il raffreddamento rapido di componenti in acciaio dalla temperatura di austenitizzazione o di solubilizzazione, tipicamente compresa tra 815 e 870 °C. L'acciaio inossidabile e l'acciaio altolegato possono essere temprati per ridurre il carburo presente al bordo del grano o per migliorare la distribuzione della ferrite, ma per la maggior parte degli acciai, inclusi l'acciaio al carbonio, l'acciaio bassolegato e l'acciaio per utensili, la tempra è per microscopiche. Si ottiene una quantità controllata di martensite nel tessuto. L'obiettivo è ottenere la microstruttura, la durezza, la resistenza o la tenacità desiderate con il minor potenziale possibile di tensioni residue, deformazione e criccatura. La capacità di un agente di tempra di indurire l'acciaio dipende dalle proprietà di raffreddamento del mezzo di tempra. L'effetto di tempra dipende dalla composizione dell'acciaio, dal tipo di agente di tempra e dalle condizioni d'uso dell'agente di tempra. Anche la progettazione e la manutenzione del sistema di tempra sono fondamentali per il successo della tempra.

4. Tempra

In questo trattamento, l'acciaio precedentemente temprato o normalizzato viene solitamente riscaldato a una temperatura inferiore al punto critico inferiore e raffreddato a velocità moderata, principalmente per aumentarne la plasticità e la tenacità, ma anche per aumentare la dimensione del grano della matrice. Il rinvenimento dell'acciaio consiste nel riscaldare nuovamente dopo la tempra per ottenere un determinato valore delle proprietà meccaniche e rilasciare lo sforzo di tempra per garantire la stabilità dimensionale. Il rinvenimento è solitamente seguito da una tempra a partire dalla temperatura critica superiore.