Come rendere gli acciai più resistenti con il trattamento termico?

I trattamenti termochimici ad alta temperatura permettono di rafforzare la parte esterna di un pezzo e di ottenere migliori proprietà di superficie.

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Pressoché tutte le parti in acciaio utilizzate quotidianamente hanno subito un trattamento superficiale di indurimento o di funzionalizzazione superficiale per acquisire tipicamente resistenza alla usura, abrasione e corrosione.

La durezza e la resistenza alla corrosione e all'usura di un acciaio dipendono principalmente:

dal suo contenuto di carbonio, dalla sua composizione chimica (acciaio a bassa lega, se la presenza di elementi di lega come nichel, cromo, molibdeno vanadio è inferiore al 5%, o ad alta lega, se superiore a tale percentuale),
dalla sua struttura cristallina.

In che modo rendere l'acciaio più resistente?

Indipendentemente dal tipo di acciaio, i trattamenti termochimici ad alta temperatura consentono di indurire la parte esterna di un pezzo metallico e di ottenere delle migliori proprietà di superficie rispetto all’interno. Agiscono esclusivamente sulla struttura fisico-chimica degli strati superficiali della parte metallica arricchendola di carbonio o azoto. Migliorano le fasi cristalline e le caratteristiche strutturali senza modificare l'interno del pezzo.

Un trattamento termochimico come la cementazione o la nitrurazione apporta i elementi della lega (carbonio e azoto atomici) attraverso il gas: la parte viene riscaldata in un'atmosfera reattiva ricca di atomi di carbonio (C) e azoto (N). Durante la fase di mantenimento della temperatura, i componenti atomici C e N si diffondono nei primi strati dell'acciaio (max 1 mm) e creano uno strato metallico con caratteristiche chimiche diverse dal metallo di base. Una tempra rapida viene spesso eseguita per raffreddare e fissare gli atomi nel materiale e ottenere la composizione strutturale desiderata. L'effetto del raffreddamento rapido può generare fragilità caratteristiche nel pezzo in acciaio, quindi viene applicato successivamente un processo di rinvenimento in atmosfera neutra ad una temperatura inferiore rispetto a quella di tempra per eliminare le tensioni interne indesiderate.

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