Acciai

Per acciai speciali si intendono tutti gli acciai che grazie alla loro composizione chimica e strutturale possono essere sottoposti a trattamento termico per garantire le caratteristiche meccaniche richieste.
I trattamenti termici sono delle operazioni che modificano la struttura degli acciai mediante delle variazioni di temperature ben definite in un tempo ben preciso con un raffreddamento controllato al fine di ottenere le caratteristiche meccaniche volute.
I vari cicli di trattamento vengono scelti in base alle caratteristiche di durezza,tenacità,lavorabilità desiderate.
Per eseguire un trattamento termico corretto è di fondamentale importanza conoscere i punti critici o di trasformazione di ogni acciaio che indicano il cambiamento di struttura in funzione della variazione di temperatura.
I punti critici dell'acciaio dipendono principalmente dall'analisi chimica e dal tenore di carbonio.
I più importanti sono:

• Ac1 = temperatura alla quale ,durante il riscaldo,inizia la trasformazione di austenite.(indicativamente va da 700°C a 750°C)
• Ac3 = temperatura alla quale,durante il riscaldo,termina la trasformazione della ferrite in austenite.
• Ms = temperatura alla quale,durante il raffreddamento,inizia la trasformazione dell'austenite in martensite.

Esistono altri punti critici meno importanti che non stiamo ad elencare.

I Trattamenti Termici si dividono in preliminari e finali.
Quelli preliminari servono a conferire all'acciaio delle caratteristiche atte a migliorare le successive lavorazioni meccaniche (taglio,lavorabilità alle macchine utensili,contenimento delle deformazioni al successivo trattamento termico).
Quelli finali vengono eseguiti su pezzi già finiti di lavorazione al fine di ottenere le caratteristiche meccaniche desiderate.
I Trattamenti Termici preliminari più comuni sono:

• DISTENSIONE: trattamento termico che comporta un riscaldo ed una permanenza ad una temperatura sufficiente, seguito da un raffreddamento appropriato,allo scopo di diminuire le tensioni interne senza modificare la struttura.
• NORMALIZZAZIONE: trattamento termico che comporta una austenitizzazione seguita da un raffreddamento in aria calma.
• RICOTTURA: trattamento termico che comporta un riscaldo ed una permanenza ad una temperatura appropriata, seguiti da un raffreddamento effettuato in condizioni tali che l'acciaio,dopo ritorno alla temperatura ambiente,venga a trovarsi in uno stato strutturale più prossimo allo stato di equilibrio stabile.
  Si distinguono i seguenti tipi di ricottura:
  • Ricottura completa: ricottura ad una temperatura maggiore di Ac3
  • Ricottura sub-critica: ricottura effettuata ad una temperatura leggermente minore di Ac1
  • Ricottura isotermica: ricottura che comporta una austenitizzazione seguita da un raffreddamento interrotto mediante permanenza ad una temperatura alla quale l'austenite si trasforma completamente in ferrite-perlite (struttura bianco-nera).
  • Ricottura di globulizzazione: ricottura che comporta generalmente una permanenza prolungata ad una temperatura prossima ad Ac1 allo scopo di provocare la globulizzazione dell'acciaio.

I Trattamenti Termici finali più comuni sono:

• CEMENTAZIONE: trattamento termico al quale viene sottoposto l'acciaio portato allo stato austenitico (temperatura di austenitizzazione) allo scopo di ottenere un arricchimento superficiale di carbonio.La cementazione può essere preceduta da opportuni trattamenti preliminari al fine di ridurre le deformazioni e deve essere seguita da altri trattamenti termici di cui uno di tempra, che conferirà l'indurimento superficiale richiesto e uno di dispensione.
• TEMPRA: trattamento termico avente per scopo l'ottenimento di caratteristiche meccaniche ben precise. Consiste in un riscaldo a temperatura di tempra o austenitizzazione seguito da un raffreddamento controllato atto ad ottenere una trasformazione più o meno completa di struttura da austenite in martensite ed eventualmente in bainite.
• RINVENIMENTO: trattamento termico al quale viene sottoposto l'acciaio che abbia già subito, di norma,un indurimento mediante tempra, oppure mediante altro trattamento termico,onde portare le sue proprietà al livello desiderato.
• BONIFICA: trattamento di indurimento mediante tempra seguito da un rinvenimento a temperatura elevata, avente lo scopo di ottenere la combinazione ricercata tra le caratteristiche meccaniche e, in particolare, una buona duttilità e tenacità.
• DISTENSIONE: trattamento termico che comporta un riscaldo ed una permanenza ad una temperatura sufficiente, seguito da un raffreddamento appropriato,allo scopo di diminuire le tensioni interne senza modificare la struttura.
• TEMPRA SUPERFICIALE: trattamento di indurimento al quale viene sottoposto l'acciaio riscaldato superficialmente ad una temperatura superiore ad Ac3 e quindi sottoposto a raffreddamento rapido controllato. Il trattamento può interessare anche solo alcune parti del pezzo da trattare e il riscaldamento superficiale avviene ad induzione. La tempra superficiale è generalmente preceduta da un trattamento preliminare(ricottura, normalizzazione,bonifica) e deve essere seguita da una distensione.
• NITRURAZIONE: trattamento termochimico al quale viene sottoposto l'acciaio allo scopo di ottenere un arricchimento superficiale di azoto il quale conferisce una durezza superficiale elevata(HV 550-950)con uno strato superficiale di qualche decimo di mm.

TEMPRABILITÀ

Tutti gli acciai speciali devono essere sottoposti a trattamento termico affinchè possano soddisfare le caratteristiche meccaniche volute.

Il trattamento termico più comune è la tempra + rinvenimento che provoca la trasformazione della struttura iniziale detta austenite in una struttura finale dopo trattamento termico detta martensite.

Le caratteristiche meccaniche tensili,la tenacità e la resistenza a fatica dei pezzi di acciaio dipendono in gran parte dalla percentuale di martensite ottenuta dopo tempra.

La temprabilità è una proprietà dell'acciaio che consente di trasformare l'austenite in martensite in modo decrescente dalla superficie del pezzo fino a cuore in funzione della velocità di raffreddamento durante il trattamento di tempra.

La temprabilità dipende dal tenore di carbonio e degli elementi di lega,dalla dimensione del grano austenitico e dai parametri di trattamento termico ( temperatura,tempo di permanenza,mezzo di spegnimento).

Nella pratica industriale si ritiene soddisfacente ottenere almeno il 50% di martensite a cuore dei pezzi costruiti con acciai da bonifica, il 70% di martensite per quelli da cementazione,l'80% di martensite per gli acciai per molle o ad alta resistenza.

La temprabilità è una caratteristica fondamentale per la scelta di un acciaio destinato alla costruzione di pezzi meccanici le cui caratteristiche meccaniche devono essere esaltate dopo il trattamento termico.

La temprabilità degli acciai è valutata mediante la prova Jominy (UNI 3250) con la quale si ottiene, mediante il trattamento termico di tempra di una provetta standardizzata,una curva di valori di durezza decresente alle varie distanze dall'estremità raffreddata della provetta stessa.

Tutti gli acciai, in funzione dell'analisi chimica,sono classificati con la curva di temprabilità Jominy indicata nelle tabelle Uni di riferimento.

TUTTI I NOSTRI ACCIAI SONO A TEMPRABILITA' RISTRETTA CONTROLLATA E CERTIFICATA.

ACCIAI A GRANO CONTROLLATO

Per controllare l'ingrossamento del grano che causerebbe un ostacolo alla diffusione del carbonio, una riduzione di tenacità e un aumento delle deformazioni durante il trattamento termico, si aggiungono in fase di affinazione della colata delle piccole quantità di elementi come alluminio, niobio,ecc. che impediscono l'ingrossamento del grano austenitico dell'acciaio.

La qualità dell'acciaio è tanto più elevata quanto più fine è il grano austenitico. La grossezza del grano austenitico è verificata con il metodo Mc Quaid-Ehn secondo Uni 3245 universalmente riconosciuta.

Tutti i capitolati più restrittivi prevedono una grossezza del grano austenitico da 5 a 8 o più fine.

TUTTI I NS ACCIAI SONO A GRANO FINE CONTROLLATO e CERTIFICATO 6 o PIU' FINE secondo metodo Mc Quaid-Ehn.

LAVORABILITÀ

Tutti gli acciai sono destinati a lavorazioni meccaniche mediante asportazione di truciolo più o meno complesse su macchine utensili per ottenere i pezzi finiti. La lavorabilità è un'esigenza fondamentale di tutti gli acciai al fine di ottimizzare i costi delle lavorazioni meccaniche. La lavorabilità dipende da diversi fattori fra i quali alcuni metallurgici.

Più l'acciaio è legato maggiore è la resistenza e la durezza della matrice ferritica quindi poco lavorabili.

Anche la durezza eccessivamente bassa può rendere difficile la lavorazione per la formazione di trucioli lunghi. Per migliorare la lavorabilità si può agire in vari modi:

• sul trattamento termico preliminare dell'acciaio con ricotture varie quali ricottura di lavorabilità fissando un limite max di durezza,oppure con ricottura isotermica per conferire all'acciaio una struttura ben definita al fine di avere una durezza controllata entro un limite minimo e max.
• sull'analisi chimica dell'acciaio con l'aggiunta di elementi che contribuiscono a rompere il truciolo durante la lavorazione meccanica.

Gli elementi più efficaci sono:

• Il piombo è quello che in assoluto migliora la lavorabilità.Provoca però un decadimento di caratteristiche meccaniche (in particolare la resilienza) ed inoltre per problemi ecologici ed inquinanti ne viene prodotto sempre meno.
• Lo zolfo provoca la rottura del truciolo ma in forma minore rispetto al Piombo. Viene aggiunto nell'acciaio in quantità da 0.020/0,040% come previsto dalla norma Uni e non provoca decadimento di caratteristiche meccaniche.

Per migliorare ulteriormente la lavorabilità alcune acciaierie,dopo anni di ricerca, hanno elaborato accciai a lavorabilità migliorata mediante la modifica dell'inclusione di zolfo da filiforme a globulare con la correzione di calcio oppure tellurio durante l'elaborazione della colata.Questo ha portato ad avere acciai con una lavorabilità molto prossima agli acciai al piombo senza averne gli effetti negativi.

ABBIAMO UN ASSORTIMENTO COMPLETO DI ALCUNE QUALITA' DI ACCIAI DA CEMENTAZIONE E DA BONIFICA A LAVORABILITA' MIGLIORATA.

Per approfondimenti tecnici vi rimandiamo alle pubblicazioni tecniche dell'acciaieria presenti nel ns download.

Qualità acciaio normalmente disponibile presso i nostri depositi

L'acciaio da noi commercializzato è di esclusiva provenienza dalle migliori acciaierie della Comunità Europea.