Osservazione e misurazione di metallo con trattamento termico utilizzando microscopi digitali

Che cos’è il trattamento termico?

Il trattamento termico è indicato dalla Japan Metal Heat Treatment Association come il processo di riscaldamento del metallo fino a quando non diventa rosso e il successivo raffreddamento. È descritto come una tecnica di lavorazione del metallo che migliora le proprietà riscaldando e raffreddando i materiali in metallo senza cambiarne le forme. Il trattamento termico è un processo di lavorazione del metallo, come il taglio e la modellazione della plastica, e le proprietà da modificare includono forza, durezza, tenacia, resistenza agli urti, resistenza all’usura, resistenza alla corrosione, proprietà di elaborazione e lavorabilità a freddo.

Metodi di trattamento termico tipici

Tempra

Questo metodo di trattamento termico indurisce gli acciai. Gli acciai tipici diventano rossi quando riscaldati a circa 700°C e le strutture e proprietà dei loro cristalli iniziano a cambiare. Questo cambiamento di proprietà è chiamato trasformazione e la temperatura alla quale inizia il cambiamento è chiamata temperatura di trasformazione.La tempra è un metodo di trattamento termico che cambia i cristalli di ferro in austenite, dove una grande quantità di carbonio viene dissolta (soluzione solida) a temperature che superano la temperatura di trasformazione, per poi raffreddarli rapidamente utilizzando acqua od olio, per trasformarli in cristalli molto duri chiamati martensite.

Ricottura

Questo trattamento termico regola la grana dell’acciaio e l’ammorbidisce. Il metallo viene riscaldato a una temperatura di circa 50°C al di sopra della relativa temperatura di trasformazione. Una volta che il metallo viene mantenuto a questa temperatura per circa un’ora, viene lentamente raffreddato nel forno. Questo trattamento viene effettuato per facilitare il taglio durante la lavorazione del metallo dei prodotti.

Normalizzazione

Questo trattamento termico modifica le strutture di acciaio disomogenee per renderle idonee a taglio e pressatura. I grani di cristallo diventano più piccoli e resistenti quando riscaldanti a una temperatura di circa 50°C al di sopra della relativa temperatura di trasformazione e poi raffreddati all’aria.

Rinvenimento

Questo trattamento termico riduce la durezza degli acciai temprati o normalizzati e ne aumenta la tenacia. Gli acciaio vengono riscaldati a circa 500°C e poi raffreddati. Questo processo rende gli acciai più duri e resilienti. Il rinvenimento è un trattamento termico che ripristina la tenacia (robustezza) riportando la struttura dalla martensite a una in cui sono presenti ferrite e cementite fini precipitate.

Principi di tempra e rinvenimento

Il ferro a temperatura ambiente prende la forma di una griglia cubica a corpo centrato, in cui gli atomi si trovano a ciascun vertice e al centro del cubo.
Dopo la tempra, il ferro prende la forma di una griglia cubica a facce centrate, in cui gli atomi si trovano a ciascun vertice e nei centri delle facce del cubo e il carbonio si fonde in questo stampo.
Con il raffreddamento rapido, il ferro tenta di ritornare a una struttura a griglia cubica a corpo centrato. Tuttavia, dal momento che il carbonio è già stata acquisito, la struttura diventa deformata e si indurisce.

Tempra

Rinvenimento