Ricottura dell'acciaio
① Regolare la durezza per le operazioni di lavorazione. Se il pezzo è troppo duro, non può essere tagliato; se è troppo morbido, la rottura del truciolo diventa difficile durante il taglio. Tipicamente, un intervallo di durezza di
170–250 HB è adatto per la lavorazione generale.
② Eliminare le tensioni interne residue per prevenire deformazioni o fessurazioni delle parti in acciaio durante le successive lavorazioni o trattamenti termici. Le tensioni interne residue si generano sulla superficie e all'interno del pezzo durante i processi di formatura del grezzo (come la colata, la forgiatura, la saldatura) o la lavorazione. Queste tensioni si ridistribuiranno durante la successiva lavorazione del pezzo, portando a deformazioni o fessurazioni.
③ Affinare la dimensione del grano, migliorare la microstruttura, migliorare le proprietà meccaniche e preparare la struttura per il trattamento termico finale.
2. Classificazione dei processi di ricottura
- Ricottura sopra la temperatura critica (Ac1, Ac3)
Questa categoria include la ricottura completa, la ricottura incompleta, la ricottura di sferoidizzazione e la ricottura di diffusione.
- Ricottura sotto la temperatura critica
Esempi includono la ricottura di ricristallizzazione e la ricottura di distensione.
3. Processi di ricottura comuni
Un tipo di processo di ricottura che prevede il riscaldamento lento del pezzo a una temperatura 30–50°C sopra Ac3, mantenendolo a quella temperatura per un periodo specifico (ammollo), e quindi raffreddandolo lentamente. È anche conosciuta come ricottura convenzionale o ricottura di ricristallizzazione.
È chiamata "completa" perché la struttura dell'acciaio può subire una completa trasformazione di austenitizzazione attraverso la ricristallizzazione (nucleazione e crescita del grano).
Limitazioni: la ricottura completa utilizza il raffreddamento lento in forno, che si traduce in un lungo ciclo di processo e un'occupazione prolungata dell'attrezzatura. Per migliorare l'utilizzo dell'attrezzatura, la ricottura isotermica viene spesso utilizzata come sostituto.
2) Ricottura isotermica
Il processo di ricottura isotermica è il seguente: riscaldare l'acciaio ipoeutettoide a una temperatura 30–50°C sopra Ac3, e riscaldare l'acciaio eutettoide e l'acciaio ipereutettoide a una temperatura 30–50°C sopra Ac1. Dopo aver mantenuto alle rispettive temperature per un periodo appropriato, interrompere il riscaldamento e aprire la porta del forno per raffreddare rapidamente il pezzo a una temperatura specifica inferiore a Ar1. Mantenere il pezzo a questa temperatura fino a quando tutta l'austenite non si trasforma in perlite lamellare: l'acciaio ipoeutettoide forma anche ferrite proeutettoide, mentre l'acciaio ipereutettoide forma anche cementite proeutettoide. Infine, raffreddare il pezzo a qualsiasi velocità, di solito rimuovendolo dal forno e raffreddandolo all'aria.
La temperatura isotermica non deve essere troppo bassa o troppo alta. Se è troppo bassa, la durezza dopo la ricottura sarà relativamente alta; se è troppo alta, il tempo di mantenimento isotermico deve essere prolungato.
La ricottura isotermica ha lo stesso scopo della ricottura completa. Può ridurre il tempo di permanenza del pezzo nel forno e ottenere una microstruttura e una durezza più uniformi.
Applicazione: la ricottura isotermica viene utilizzata principalmente per acciai ad alto tenore di carbonio e acciai legati con un lungo periodo di incubazione. L'austenite sottoraffreddata di questi acciai si trasforma abbastanza lentamente nell'intervallo di temperatura di trasformazione perlitica. Se viene adottata la ricottura completa, spesso richiede decine di ore, il che è molto antieconomico.
Un processo di ricottura di sferoidizzazione prevede il riscaldamento di acciaio eutettoide o ipereutettoide a una temperatura 10–20°C sopra Ac1, consentendo a più particelle di carburo non disciolte di sferoidizzarsi spontaneamente durante l'ammollo a lungo termine. Dopo aver mantenuto per un certo periodo, l'acciaio viene raffreddato lentamente al di sotto di 600°C e quindi rimosso dal forno per il raffreddamento ad aria, sferoidizzando così la cementite nella perlite.
La microstruttura ottenuta dalla ricottura di sferoidizzazione è caratterizzata da particelle di cementite granulari distribuite dispersamente in una matrice di ferrite, che viene definita perlite sferoidale (o perlite nodulare).
Nota: se è presente carburo di rete grave nell'acciaio prima della ricottura di sferoidizzazione, la normalizzazione deve essere eseguita per prima per eliminare la cementite di rete, seguita dalla ricottura di sferoidizzazione. In caso contrario, ciò influirà sull'effetto di sferoidizzazione.
Si riferisce a un processo di trattamento termico in cui il pezzo viene riscaldato lentamente con il forno a 500–600°C, mantenuto a questa temperatura per un certo periodo, quindi raffreddato lentamente con il forno al di sotto di 200–300°C prima di essere rimosso dal forno. In particolare, durante questo processo non si verificano trasformazioni microstrutturali nel pezzo.
Scopo: è principalmente applicabile a pezzi grezzi e parti che hanno subito lavorazioni meccaniche. L'obiettivo è eliminare le tensioni residue nei grezzi e nelle parti, stabilizzare le dimensioni e la forma del pezzo e ridurre la tendenza alla deformazione e alla fessurazione delle parti durante la lavorazione e il servizio.
Nota: va notato che la ricottura di distensione non può rimuovere completamente le tensioni interne, ma solo eliminarle parzialmente, neutralizzando così i suoi effetti dannosi.
Si riferisce a un processo di trattamento termico che prevede il riscaldamento dell'acciaio a una temperatura relativamente alta al di sotto della temperatura del solidus della lega, mantenendolo per un periodo prolungato (10–15 ore) e quindi raffreddandolo lentamente.
È un metodo di ricottura applicato a lingotti o getti di acciaio e leghe non ferrose (come bronzo di stagno, bronzo al silicio, cupronickel, ecc.).
Scopo: la ricottura di omogeneizzazione favorisce la diffusione allo stato solido degli elementi nella lega per ridurre la segregazione della composizione chimica e l'in omogeneità microstrutturale all'interno delle dimensioni dei grani (segregazione intragranulare, nota anche come segregazione dendritica) che si verificano nei lingotti di acciaio, nei getti di acciaio o nei billette di colata durante la solidificazione.
Il motivo per cui la temperatura di ricottura di omogeneizzazione è così alta è accelerare la diffusione degli elementi di lega e ridurre al minimo il tempo di mantenimento. La temperatura di ricottura di omogeneizzazione per gli acciai legati è molto più alta di Ac3, in genere compresa tra 1050°C e 1200°C.
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