Migliorare le caratteristiche meccaniche dell’acciaio è sempre possibile. Senza dubbio è d’importanza vitale che tu possa bene orientarti nel mondo complesso dei trattamenti, scegliendo il più adatto alle esigenze, diverse caso per caso. Facciamo il punto, in quest’articolo, su un trattamento che innalza la qualità dell’acciaio aumentandone la durezza superficiale.
Che i trattamenti termini inducano nei materiali dei cambiamenti è arcinoto. Per SteelBetter i trattamenti sono pane quotidiano ed è proprio l’esperienza a suggerirmi quello che sto per scrivere. Bisogna avere le idee chiare sul materiale di partenza, nel tuo caso acciaio, e sulle caratteristiche che conviene spingere data la destinazione del pezzo. Se l’obiettivo è aumentare nell’acciaio cinque caratteristiche come:
la miglior risposta è la nitrurazione. Qui voglio dimostrartelo, ma sappi che, a quanto pare, se ne erano accorti già in epoca medievale. Come lo sappiamo? Risulta che a quei tempi un “antenato” del trattamento venisse eseguito mediante una tempra a cui si faceva seguire un bagno in urina di cavallo, liquido organico in cui l’ammoniaca decisamente abbonda.
Venendo ad oggi, la nitrurazione (UNI 5478) è un trattamento di indurimento superficiale condotto a temperature relativamente contenute (480 °C -5 70 °C) in condizioni adatte a consentire una diffusione di azoto nella superficie del particolare.
Come decidere se fa al caso tuo? Proviamo a gettare uno sguardo al complesso del trattamento, ‘schematizzato’ in cinque fasi fondamentali:
Durante il bombardamento subìto dalle pareti, per impatto sulla superficie dei pezzi, una parte dell’energia cinetica assunta dagli ioni si trasforma in calore causando un innalzamento della temperatura superficiale dell’ordine di 350-550 °C sui pezzi, mentre le parti interne restano fredde.
A livello chimico, non è possibile utilizzare l’azoto molecolare, eccessivamente ingombrante, per cui si ricava l’azoto atomico dalla dissociazione termica dell’ammoniaca o dalla diffusione da bagni di sale.
L’azoto atomico introdotto sulla superficie del pezzo meccanico, viene assorbito dal metallo e va a formare nitruri (Fe4N), molto duri. Questi distorcono il reticolo cristallino, dando vita al meccanismo di rafforzamento “di Orowan”, modello che spiega l’indurimento e il comportamento deformativo di un metallo sottoposto a diversi tipi di deformazioni.
Per procedere nella deformazione di un materiale cristallino sono richieste sollecitazioni sempre crescenti, riscontrando un innalzamento del limite elastico del materiale. Migrando, le dislocazioni incontrano grani di precipitato (e anche giunti di grano, altre dislocazioni, ecc…). Per superare gli ostacoli, le dislocazioni tendono ad addensarsi (o “impilarsi”) e a passare tra i grani formando una sorta di anello intorno ai grani di dimensioni maggiori, senza emergere alla superficie del solido.
Anche per sollecitazioni elevate, dunque, il comportamento del materiale sotto sforzo rimane di tipo elastico. Il meccanismo permette alla deformazione di proseguire il suo moto nel materiale, lasciando attorno ai grani degli anelli di dislocazione che rinforzano il materiale, aumentando la sua resistenza ad una susseguente deformazione e quindi migliorando la sua resistenza alla deformazione.
La struttura superficiale dei particolari nitrurati è condizionata dalle modalità seguite nel processo di nitrurazione oltre che dalla composizione chimica e dal trattamento precedente alla nitrurazione. In altre parole, bisogna tenere conto del fatto che il processo può essere influenzato da molteplici variabili:
Per quali ragioni preferire un trattamento che ha lo scopo di indurire la superficie di un acciaio? Posso discuterne con te a lungo e verificando insieme le informazioni che hai letto finora. Sono a tua completa disposizione, senza alcun impegno, per mostrarti come affidarti a SteelBetter per contare su competenza ed esecuzione del trattamento sotto attento controllo. Ma se mi hai seguito fin qui, oltre a ringraziarti, voglio aggiungere cinque motivi davvero validi per raccomandarti la nitrurazione:
Hai bisogno di maggiori informazioni o desideri trattamenti termici seri e ben eseguiti? Contattaci! Siamo sempre a tua disposizione.
Comments (2)
Franzin
09 Mag 2019 - 3:38Vorrei avere delle delucidazioni per il trattamento di nitrurazione superficiale della ghisa, per me pane quotidiano per rulli di acciaieria
Grazie
SteelBetter
03 Apr 2020 - 13:53Buongiorno, mi scuso per il forte ritardo nel risponderle ma per un nostro errore i messaggi non ci venivano recapitati.
Nonostante il ritardo saremo ben lieti di dare tutte le informazioni che le possono servire rispetto alla Nitrurazione. Le chiedo cortesemente di mandare una mail con quanto di suo interesse all’indirizzo info@steelbetter.it
Cordialmente
Steel Better srl