RIASSUNTO DI METALLURGIA PDF

· TRATTAMENTI DI INDURIMENTO SUPERFICIALE Scopo : MIGLIORARE Le PROPRIETÀ SUPERFICIALI DI UN MATERIALE. RESISTENZA ALL'USURA , ALLA FATICA E A...

· TRATTAMENTI DI INDURIMENTO SUPERFICIALE Scopo : MIGLIORARE Le PROPRIETÀ SUPERFICIALI DI UN MATERIALE. RESISTENZA ALL'USURA , ALLA FATICA E ALLA CORROSIONE Aumenta Durata e prestazioni del COMPONENTI Sottoposti A CONDIZIONI MECCANICHE E AMBIENTALI AVERSE. ~" durezza SUPERFICIALE : VANTAGGIOSOI APPLICAZIONI IN CUI È RICHIESTA UNA COMBINAZIONE DI DUREZZA SUPERFICIALE E RESILIENZA NEL NUCLEO. ~" RESISTENZA ALL'USURA : LA SUPERFICIE PIÙ DURA E UTILE IN APPLICAZIONI IN CUL LE SUPERFICI DEVONO RESISTERE A SFREGAMENTI CONTINUI O ABRASIONI. ~ "Resistenza ALLA FATICA : MIGLIORANO LA RESISTENZA A FATICA DELLA SUPERFICIE , IMPORTANTE IN APPLICAZIONI SOGGETTE A CARICHI CICLICI. PORTI V RESISTENZA ALLA CORROSSIONE : POSSONO PROTEGGERE IL MATERIALE DALLA CORROSIONE IL AMBIENTI AGGRESSIVI ES. UMIDITA , MERE QUESTI TRATTAMENTI SONO UTILIZZATI IN UNA VARIETÀ DI SETTORI , TRA CUL L'ING. MECCANICA L'INDUSTRIA AUTOMOBILISTICA , , L'AEREOSPAZIALE, LA PRODUZIONE DI UTENSILI E MOLTI ALTRI PER MIGLIORARE LE PRESTAZIONI , LA DURATA E L'AFFIDABILITÀ. , Si DISTINGUONO IN : TRATTAMENTI TERMICI SUPERFICIALI : V TEMPRA SUPERFICIALE : SI RISCALDA RAPIDAMENTE LA SUPERFICIE TRAMITE INDUZIONE O LASER , SEGUITA DA UN RAFFREDDAMENTO RADIDO. ~ Cementazione : DiffOLDERE CARBONIO NELLA SUPERFICIE DELL'ACCIAIO A T. ELEVATA. POL L'ACCIAIO TRATTAMENTI TERMOCHIMICI : VIENE TEMPERATO. · MODIFICANO LA COMPOSIZIONE ~ITrURAZIONE : DIEFOLIDERE AZOTO NELLA SUPERFICIE DELL'ACCIAIO SENZA BISOGNO DI TEMPRA CHIMICA DEL Pezzo FINITO, ATTRAVERSO PROCESSI DI DIFFUSIONE ALLO STATO SOLIDO , PER MIGLIORARE LE PROPRIETA SUPERFICIALI X PALLINATURA BOMBARDARE LA SUPERFICIE CON PICCOLE SFERE METALLICHE O CERAMICHE AD A LTA TRATTAMENTI MECCANICI : VELOCITA. MIGLIORA LA RESISTENZA A FATICA E RIDUCE IL RISCHIO DI CRICCHE. V SABBIATURA : PROIETTARE PARTICELLE ABRASIVE SABBIA AD ALTA VELOCITÀ CONTRO LA SUPERFICIE ~ RULLATURA : APPLICAZIONE PRESSIONE SULLA SUPERFICIE TRAMITE RULLI O UTENSILI. TEMPRA SUPERFICIALE SCOPO : RAFFORZARE E INDURIRE LA SUPERFICIE DEL COMPONENTE FORMANDO UNO STRATO SOTTILE DI MARTENSITE MENTRE IL CUORE , , RESTA DUTTILE E TENACE. RISCALDAMENTO DELLA SOLA SUPERFICIE DEL PEZZO A TA 3 , MANTENIMENTO PER UN TEMPO SUFFICIENTE E RAFFREDDAMENTO DRASTICO. DUREZZA SUPERFICIALE : 55-62HRC 595-745 HU PER SPESSORI 1-10 mm. Dopo TEMPRA È CONSIGLIABILE UNA DISTENSIONE A 150 C00C PER 1-Ch CONFERIRE UNA Certa TENACITà ALLO STRATO INDURITO. 1 TEMPRA ALLA FIAMMA PROCESSO SHOTER - 2 Il Pezzo in modo da Evitare Un'eccessiva profondità di PENETRAZIONE E POI RAFFREDDATA RAPIDAMENTE CON GETTO TEMPRANTE ES GETTO. D'ACQUA. in ALLO STATO INDURITO. · È Si Genera RISCALDAMENTO DEL Subito costosa, Ma , La LASER PEZZO Super ficie , Dopo DOPO un RESTA Il è IL campo Pezzo Rapida Viene magnetico SUPERFICIALE FREDDO. Viene , Riscaldata RISCALDAMENTO Accurata , e In IL E Si DELL'ACCIAIO IMMERSO ha In , RIPETIBILE Maniera PEZZO SI. per BAGNO effetto MAGGIORE DI TEMPRA Estremamente RAFFREDDA Joule DI. A3 , , LOCALIZZATA NATURALMENTE un Rapidissimo MENTRE IL CUORE Da Un GRAZIE AL FASCIO CONTATTO CON IL MATERIALE SOTTOSTANTE , CHE È PIÙ FREDDO SI AUTOTEMPRA É UNA TECNICA COSTOSA, HA IL VANTAGGIO DI NON IMPIEGARE MEZZI DI TEMPRA , RIDURRE LE DISTORSIONI DEL PEZZI , GARANTIRE PRECISIONE E RIPETIBILITA: se s e Ti se SVOLGIMENTO : 900 ° 1 AVVIENE In ATMOSFERA CARBURANTE RICCA DI CARBONIO IN UN FORNO A TEMPERATURE TRA E 938 C TLA3 CON TEMPI , Dopo da Cerch , l'acciaio ha struttura Austenitica , ha un'elevata solubilità per il C. - 2 TEMPRA , Struttura Mar tensitiCa + distensione 150c-Coo Per Tempi > C h Tempra Diretta: il pezzo è temprato subito dopo la cementazione, senza raffreddamento intermedio. È più veloce ma ~ DIRETTA O INDIRETTA può portare a deformazioni. ATMOSFERA CARBURANTE CEMENTAZIONE SOLIDA , SONO MOLTO INQUINANTI Tempra Indiretta: il pezzo viene lasciato raffreddare, poi riscaldato e temprato. È più CEMENTAZIONE LIQUIDA controllata ma richiede più tempo. CEMENTAZIONE GASSOSA , È PREFERIBILE , PIÙ FACILE DA CONTROLLARE E PIÙ DIFFUSO. MESCOLANDO O CEMENTAZIONE gassosa : Le super fici del Pezzi Sono Avvolte da opportune Atmosfere gassose Ottenute MISCELANDO UN GAS PORTANTE MONOSSIDO DI CARBONIO C O GAS RIDUCENTE HE GAS DI ARRICCHIMENTO IDROCARBURI A T= 900-930C Es. Cha Catto , Cate , - PER 3-Ch. METANO ETANO , propano , AD ESEMPIO : CEMENTAZIONE CON GAS PORTANTE ARRICCHITO DA METANO; LE REAZIONI SONO QUESTE : È DOPO LA CEMENTAZIONE NECESSARIO SCEGLIERE UN TIPO DI TEMPRA CHE CONSENTA DI OTTENERE UN BUON COMPROMESSO TRA LA CONDIZIONE IN CUL SI TROVA LA SUPERFICIE E QUELLA DEL CUORE. ESISTONO 3 TIPI DI TEMPRA DOPO CEMENTAZIONE : TEMPRA SILIGOLA : ABBASSAMENTO DELLA TEMPERATURA DOPO LA FASE DI CEMENTAZIONE PER FAVORIRE LA DIFFUSIONE DEL C 1 Cementazione del Pezzo a l l a T DESIDERATA A 50C ° 2 RAFFREDDAMENTO FINO SOPRA A3 DEL CUORE 3 Mantenimento T su fficiente A favorire La diffusione di C & TEMPRA IN OLIO ACQUA CON POLIMERI... TEMPRA DIRETTA : TEMPRA DEL PEZZO DIRETTAMENTE DALLA T DI CEMENTAZIONE. 1 Cementazione del Pezzo a l l a T Desiderata 2 TEMPRA IN OLIO ACQUA CON POLIMERI DIRETTA E SINGOLA SONO IMPIEGATE QUANDO La DIFFERENZA DI TEMPERATURA TRA ASCUORE E A3 SUPERFICIE È MAGGIORE DI 100C , COMAROMESSO ACCETTABILE , SOPRATTUTTO PER PEZZI DI PICCOLE O MEDIE DIMENSIONI REALIZZATI CON ACCIAI DEBOLMENTE LEGATI POCHI ELEMENTI DI LEGA ~ Doppia Tempra i C Tempre Successive MIGLIORAMENTO = 1 PRIMO TRATTAMENTO DI TEMPRA , AFFINAZIONE DELLA MICROSTRUTTURA L CUORE FERRITE DAT DI CEMENTAZIONE S MANTENIMENTO FINO A TRASFORMAZIONE FIP PerLITE IN A FINE , TEMPRA In ACQUA o avrò così > A CUORE MICROSTRUTTURA MARTENSITICA FINE > super ficie Mar tensite Grossolana e Fragile 2 SECONDA TEMPRA , AFFINAZIONE DELLA MICROSTRUTTURA STRATO CEMENTATO RISCALDO NUOVAMENTE IL PEZZO AD UN LIVELLO COMPRESO TRA Ay SUPERFICIE E MARTENSITE ASCUORE , MANTENIMENTO FINO A CHE LA M SUPERFICIALE SI TRASFORMA IN A FINE , TEMPRA IN ACQUA OLIO AUSTENITL AVROCOST I SUPERFICIE MARTENISITE FINE > A CUORE NO TRASFORMAZIONI , MICROSTRUTTURA MARTENSITICA FINE 150-CODC ° IN TUTTI I CASI DOPO TEMPRA SI ESEGUE UNA DISTENSIONE A PER TEMPI &L DOPO RAFFREDDAMENTO IN ARIA , ~ RIDUZIONE DELLE TENSIONI INTERNE ~ "TEMACITà DELLO STRATO CEMENTATO SENZA L TROPPO I SUPERFICIALE OTTENUTA ~ Le Caratteristiche A CUORE RIMANIGONO INVARIATE LA DUREZZA SUPERFICIALE DIPENDE DA : C E : ALLIGANTI ELEMENTI AGGIUNTIVI QUELLE TIPICHE SONO 58-65 ARC 650-850 H E , Lo SPESSORE INDURITO È DI 0 1-3 , mm E Può Essere DEFINITO In C MODI : CUORE SPESSORE EFFICACE : DUREZZA SESHU FINO A 2-3 num SPESSORE TOTALE : DUREZZAY DI QUELLA A CUORE DEL PEZZO NITRURAZIONE SCOPO : STRATO SUPERFICIALE CON ELEVATA DUREZZA E CUORE MENO DURO E , MA TENACE RESISTENTE. HA LO STESSO SCOPO DELLA CEMENTAZIONE , MA IN QUESTO CASO L'ELEMENTO AGGIUNTO È L'AZOTO N VIENE ESEGUITA Su ACCIAI : VALLO STATO BONIFICATO TEMPRATI E RINVENUTI , DOPO TRURAZIONE NON C'È LA NECESSITA DI ESEGUIRE ULTERIORI TRATTAMENTI. TERMICI ~ Si PREFERISCONO ACCIAI LEGATI CON ELEMENTI CHE HANNO UNA MAGGIORE AFFINITÀ VERSO L'AZOTO RISPETTO AL FERRO QUESTI ELEMENTI LEGANTI AL , V , Cr E MO FAVORISCONO LA FORMAZIONE DI NITRURI PRODUCONO L'INDURIMENTO PERCHÉ MOLTO DURI , E PERCHÉ BLOCCANO LE DISLOCAZIONI vic10 a , MEZZI NITRURANTI NITRURAZIONE LIQUIDA IN DISUSO PER PROBLEMI AMBIENTAL NITRURAZIONE GASSOSA , PIU DIFFUSO NITRURAZIONE GASSOSA : MANTENIMENTO DEL PEZZO IL FORNO A 500% FERRITEC IN UN'ATMOSFERA CONTEMENTE NAS , Ammoniaca per Tempi Molto Lunghi Go-100h In funzione della Profondità di INDURIMENTO. SULLA SUPERFICIE DEL PEZZO L'AMMONIACA SI DECOMPONE TERMICAMENTE LIBERANDO Azoto allo stato atomico, che puòEssere assorbito : &NH3 , CN + 3HC É UN MECCANISMO DI INDURIMENTO PER PRECIPITAZIONE : COMPOSTI NAMOMETRICI NITRURI , CARBONITRURI CHE PRECIPITANO FINEMENTE DISPERSI NELLA MATRICE , OSTACOLO PER Il Moto delle DISLOCAZIONI · ALLA SUPERFICIE , COSTITUITO DA HITRURI CARBONITRURI. È CARATTERIZZATA DA UNA CERTA POROSITA , CON PROPRIETÀ SIMILI AL MATERIALE CERAMICO , BUONA DUREZZA E RESISTENZA ALLA CORROSIONE BASSO COEFFICIENTE D'ATTRITO. , 2 Zona DI DIFFUSIONE 0 1-0 8 , , mm : E La Zona INDURITA PER PRECIPITAZIONE DI LITRURI E O CARBONITRURI ES. FeaN. CON LA NITRURAZIONE E POSSIBILE RAGGIUNGERE DUREZZE FINO A 1900 HV LO SPESSORE INDURITO GENERALMENTE NON DEVE SUPERARE I POCHI DECIMI DI MILLIMETRO 0, 1-0 , 8 mm PROBLEMI DI ECCESSIVA FRAGILITA I MATERIALI NITRURATI SONO ADATTI PER APPLICAZIONI IN CUI DEVONO RESISTERE AD ALTE TEMPERATURE PERCHÉ MANTENGONO VALORI DI DUREZZA ANCHE SE LA SUPERFICIE RAGGIUNGE TEMPERATURE ELEVATE. DOPO LA NITRURAZIONE : MAGGIORE E LA PROFONDITÀ DELLO STRATO NITRURATO , MAGGIORE È La SUA FRAGILITA RIASSUNTO DESIGNAZIONE E CLASSIFICAZIONE DEGLI ACCIAL LA NORMAZIONE AIUTA A CREARE UN MERCATO SENZA BARRIERE, IN CUI PRODOTTI E SERVIZI POSSONO CIRCOLARE LIBERAMENTE E IN SICUREZZA GLI Enti Di NORMAZIONE SONO PRGANIZZAZIONI Che STABILISCONO REGOLE E STANDARD PER PRODOTTI SERVIZI E PROCESSI. TROVIAMO REGOLE COMUNI CHE FACILITANO IL COMMERCIO E , ~ ASSICURANO SICUREZZA E QUALITA. GLI ESEMPI DI ENTI DI NORMAZIONE SONO : RISULTATO , ELIMINAZIONE DELLE BARRIERE COMMERCIALI. SISTEMA DI DESIGNAZIONE DEFINIZIONI E CLASSIFICAZIONI SERVEA CLASSIFICARE IL MATERIALE IN BASE ALLA LORO COMPOSIZIONE CHIMICA. USARE AL MEGLIO L'ACCIAIO. · È DIVISA In 9 PARTI : V1 P PARTE , DESIGNAZIONE SIMBOLICA : FORNISCE UN SISTEMA PER DARE HOMI AGLI ACCIAI USANDO SIMBOLI LETTERE E NUMERI CHE CHE COSA VOL DIRE ? RAPPRESENTANO LE CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEGLI ACCIAI. - ~a Parte , DESIGNAZIONE NUMERICA : FORNISCE UN SISTEMA NUMERICO PER Significato dettagliato della sigla: CLASSIFICARE GLI ACCIAI. PER TUTTI GLI ACCIAL IL PRIMO NUMERO UNI: È l’acronimo dell’Ente Nazionale Italiano di Unificazione, che è responsabile della standardizzazione in Italia. EN: Indica che si tratta di una norma europea (EN sta per “Europäische Norm” o “European Norm”). 10027: È il numero che identifica la specifica norma tecnica. In questo caso, si tratta di una norma che riguarda la È " , Seguito da Un PUNTO E QUATTRO CINQUE CIERE. designazione e la classificazione degli acciai. 1: Questo numero rappresenta la parte della norma. Infatti, la norma UNI EN 10027 è suddivisa in più parti. La parte 1 LE PRIME DUE CIFRE INDICANO IL GRUPPO di APPARTENENZA, LE riguarda in particolare i “Sistemi di designazione basati su simboli”. 2006: Indica l’anno di pubblicazione della versione specifica della norma (in questo caso, 2006). SUCCESSIVE LA SEQUENZA DELLA LEGA. IES. 1. 0037 E P : LA PARTE DIVISA IN & GRUPPI : = I CLASSIFICAZIONE Gruppo 1 : La sigla di Designazione FORMISCE INDICAZIONI ALL'IMPIEGO E Alle proprietà. MECCANICHE 11 CIASCUN ACCIAIO E CONTRASSEGNATO DA UNA LETTERA CHE NE INDICA L'IMPIEGO SEGUITO DA UN VALORE DI UNA CARATTERISTICA PARTICOLARE CARICO UNITARIO DI SNERVAMENTO O ROTTURA DUREZZA , , PROPRIETÀ MAGLIETICHE... 1 in Ci Sono Eventuali Simboli addizionali Che INDICANO ALTRE PROPRIETÀ CHE SERVONO PER INFORMAZIONI AGGIUNTIVE AD ESEMPIO : ESEMPI : V 500 = AC. PER CEMENTO ARMATO AVENTE 351500 MPA ~ RCoo = Ac. per Rotale AVENITE #B1200 HBr ~ SASTR = AC. PER IMPIEGHI STRUTTURALI AVENTE 651235 , MPa resilienza 2975 a Sc LA SIMBOLEGGIATURA PRESENTA INDICAZIONE DI BASE Vp355 = AC. PER IMPIEGHI SOTTO ESSENZIALI PER LA DESIGNAZIONE E INDICAZIONI PRESSIONE AVENTE 351355 MPA ADDIZIONALI MENO IMPORTANTI. GRUPPO C SIGLA DI DESIGNAZIONE INDICAZIONI ALLA COMPOSIZIONE CHIMICA GLI ACCIAL DISTILIGUONO TIPOLOGI : La FORMISCE SI IN QUATTRO - - m o s tS - so ESEMPIO : 38CrNiMoc-2 3 - C 0 , 38. Crac = 1.. Ni 2 6 = 0 , 5 Mob 1 0 = 0 3 , : 002 : Peso Di C , & 100 18 : Cr e 9.. Ni M GRUPPO 9 3. : ACCIAL INOSSIDABILI E ACCIAL LEGATI CON ELEMENTI DI LEGAL 5 : IN PESO LETTERA "X" ALL'INIZIO. ESEMPIO : XCCRMI 189 GRUPPO C G. : ACCIAI RAPIDI , LETTERE S"SEGUITE DAL TENORE DEGLI ELEMENTI DI LEGA NEL SEGUENTE ORDINE : MO , V , CO. ESEMPIO : #SG-5-C-5 #S 18-0-1 6 : High Speed 5 : Mo 18 W 2 : : Co 5 1.  : La DESIGNAZIONE NUMERICA UTILIZZA Un NUMERO COMPOSTO DA NGRUPPO MATERIALE , 1 PER L'ACCIAIO C , METALLI PESANTI , 3 METALLI LEGGERI > : NGRUPPO DELL'ACCIAIO > : N Sequenza di Lega ESEMPI : LA DESIGNAZIONE PIÙ UTILIZZATA É LA AISI AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE. XPER GLI ACCIAL AL CARBONIO O BASSO LEGATI SI BASA SU UN SISTEMA NUMERICO DI GO 5 CIERE : 1 Prime Due , CLASSE DI APPARTENENIZA DELL'ACCIAIO 2 ultime due Tre , :CX 100 XPER GLI ACCIAL LEGATI O INOSSIDABILI , SI UTILIZZANO SIGLE CON 3 CIFRE ESEMPIO : CLASSIFICAZIONE DELL'ACCIAIO , CLASSIFICARE IN BASE ALLE CARATTERISTICHE 1 In BASE ALLA COMPOSIZIONE CHIMICA · ~L a maggior par te degli Acciai UTILIZZATI HANNO C 0, 77. ACC. IPOEUTETTICI , TIPICI SONO GLI ACCIAI DA COSTRUZIONE DI USO GENERALE GLI ACCIAI SPECIALI DA COSTRUZIONE ACCIAI PER IMPIEGHI PARTICOLARI... , , VSul MERCATO Ci Sono ANCHE ACC IPEREUTETTODICI. 0 77 , : CSO 11 , , TIPICI SONO GLI ACCIAL PER UTENSILI E ACCIAI PER CUSCINETTI... 2 In Base A l REQUISITI QUALITATIVI · POSSIAMO AVERE TRE CATEGORIE : 1 ACCIAI COMUNI C Acciai di Qualità 3 ACCIAI SPECIALI LA DISTINZIONE PIÙAPPROPRIATA È QUELLA DI SUDDIVIDERE GLI ACCIAI IN DUE FAMIGLIE : L'ACCIAIO PUÒ ESSERE CLASSIFICATO IN BASE ALLE CARATTERISTICHE DI APPLICAZIONE , ED E POSSIBILE RICONOSCERE : GLI ACCIAL-PARTE TUTTI GLI ACCIAI NON SONO COSTITUITI SEMPLICEMENTE DA FERRO E CARBONIO , MA SONO ANCHE PRESENTI ELEMENTI DI LEGA : ~ Come Residuo DEL PROCESSO DI FABBRICAZIONE DELL'ACCIAIO VAGGITI VOLUTAMENTE PER OTTENERE SPECIFICHE PROPRIETA ES. Mm , Cr Ni , , Mo V e Si , VELEMENTI NOCIVI ES. S , P GLI ELEMENTI DI LEGA PROVOCANO SOSTANZIALI MODIFICHE SUL DIAGRAMMA DI STATO Fe-C : ELEMENTI GAMMAGENI O AUSTENIZZANTI : ELEMENTI ALFAGENI O FERRITIZZANTI : ELEMENTI CHE ALLARGANO IL CAMPO U RESTRINGELIDO IL ELEMENTI CHE RESTRINGONO IL CAMPOU ALLARGANDO IL CAMPO X E CAMPO L E ABBASSANO LAT A CUI AVVIENE LA INNALZANO LA TEMPERATURA A CUI AVVIENE LA TRASFORMAZIONE C , IUTDIAB "TDIAG TRASFORMAZIONE C , IV TDIABITDIAG La DESIGNAZIONE CONVEZIONALE AFFERMA CHE L'ACCIAIO PUÒ ESSERE CLASSIFICATO IN BASE ALLE CARATTERISTICHE DI APPLICAZIONE , ED E POSSIBILE RICONOSCERE : 1 + Stabilità 2 + Costi + Elementi di lega C + Trattamenti termici 3 S - · 1 Acciai di costruzione di uso generale Sono i più prodotti in assoluto per la loro economicità, facilità di lavorazione, versatilità, elevata duttilità e saldabilità. Vengono posti in commercio sotto forma di: -Componenti della carrozzerai delle auto -Forme strutturali (travi, profilati…) -Carpenteria, lamiere per tubazioni… Sono acciai al carbonio-manganese, caratterizzati da carico unitario di snervamento o di rottura minimi e sono adatti a sopportare modestie sollecitazioni di tipo statico. Contengono meno dello 0,25% in peso di C, l’unico elemento di lega presente è il Mn. La microstruttura è composta da ferrite e perlite. Vengono formati e rafforzati per deformazione plastica e forniti allo stato grezzo di laminazione (a caldo) o al massimo dopo normalizzazione. Spesso per migliorare le proprietà o cambiare la microstruttura non si usano i trattamenti termici, ma l’affinamento del grano, laminazione, rafforzamento per soluzione solida… per aumentare il carico unitario di rottura (in genere < 500MPa) o di snervamento. Questi acciai si dividono in 2 sottoclassi che si distinguono per: Gli elementi microleganti piccoli 1. Acciai di base: prodotto con i cicli tecnologici semplici, senza aggiunta quantitativi di sostanza chimiche di microleganti, posti in opera senza trattamento termico o al massimo per migliorarne le proprietà senza una normalizzazione. alterarne la composizione; vengono 2. Acciai di qualità: hanno maggiore resistenza a rottura e a snervamento, chiamati “microleganti” perchè tenacità, resistenza alla corrosione e saldabilità grazie all’aggiunta di vengono usati in dosi molto basse, microleganti e al’esecuzione di opportune operazioni nel ciclo di solito inferiori all’1%. produttivo. Sono nati così gli acciai microleganti ad alta resistenza 1 meccanica HSLA (High Strength Low Alloy). Gli acciai HSLA sono un gruppo specifico di acciai nei quali l’alta resistenza meccanica e in qualche caso una migliore resistenza alla corrosione atmosferica o una formabilità migliore, sono ottenute tramite una quantità moderata di uno o più elementi alliganti(=lega). Gli elementi microleganti più utilizzati sono V, Nb, Ti, N, e B. Sono materiali strutturali molto importanti in quanto abbinano alta resistenza meccanica (350-700MPa), tenacità, buona deformablità e saldabilità (basso contenuto di C, 0,05-0,25%). Gli acciai basso leganti (contengono una piccola quantità di elementi di lega= elementi microleganti) ad alta resistenza denominati HSLA si suddividono: 1) Acciai microleganti: aggiunta di piccole % di Nb, V, Ti che stimola la precipitazione di carburi e nitruri che rafforzano la lega Microalligazione rafforzamento per affinamento del grano e per precipitazione in particelle. Hanno una microstruttura ferritica con tracce di perlite. 2) Acciai DP (Dual Phase = ferrite + martensite o ferrite + bainite): %c A3. 3) Zona termicamente alterata (ZTA): Questa zona si è solo riscaldata molto (T>A1), ma non è diventata liquida. Anche se non è diventata liquida, il calore ha cambiato la struttura: ha aumentato la densità delle dislocazioni e ha reso il materiale più fragile; si possono formare cricche da saldatura. Si può verificare una durezza elevata a causa della formazione di bainite e martensite (tempra in aria) resistenza e fragilità rischio di cricche da saldatura. a n 4) Metallo base (MB): E’ il resto del materiale originale, che sta fuori dalla zona riscaldata dalla saldatura. Qui il metallo non viene influenzato dal calore, quindi mantiene tutte le sue caratteristiche originali. Nessuna modifica microstrutturale. In questa zona T è al di sotto dell’eutettoidico (727°C). NB: Il processo di saldatura comporta un riscaldamento localizzato del materiale, seguito da un raffreddamento in aria, che è simile a un trattamento termico. Esiste una correlazione tra durezza della ZTA, il rischio di rotture e la composizione chimica dell’acciaio. quest’ultima viene espressa con un indice definito CARBONIO EQUIVALENTE (CE). Per capire se è saldabile, si usa la formula: Il CE è un indice che misura la tendenza di un materiale a formare una struttura dura dopo il raffreddamento dalla saldatura. CE < 0,4 Facilmente saldabile (non sono richiesti pre o post riscaldi) Riscaldare il materiale facilita la saldatura 0,4 < CE < 0,6 Saldabile con pre-riscaldo CE > 0,6 Problemi di saldabilità. Sono necessari pre e post-riscaldi 2 Acciai speciali da costruzione Questi acciai devono poter resistere alle sollecitazioni statiche e dinamiche. Non devono rompersi e non devono deformarsi (carico unitario di snervamento elevato e buona duttilità e tenacità). Vengono utilizzati nei trasporti, organi di trasmissione, alberi, assili, ingranaggi, cuscinetti, valvole, funi ecc… Si possono avere le seguenti classi speciali di costruzione in base all’uso: 1. Acciai da bonifica 2. Acciai da cementazione 3. Acciai da nitrurazione 4. Acciai per molle 5. Acciai autotempranti 6. Acciai per cuscinetti 7. Acciai per funi Alcuni esempi di acciai da bonifica 1. Acciai da bonifica Lege ipoeutettoidiche con 0,2% < %C < 0,6 ed possono essere non legati con solo C o C-Mn, oppure possono essere debolmente legati con Cr, Cr-Mo, Ni-Cr-Mo, Mn-B e Mn-Cr-B. Vengono utilizzati dopo un trattamento termico di tempra (in acqua o in olio), seguito da un rinvenimento a circa 600°C. Forniscono un ottima combinazione di resistenza e duttilità, ideale per impieghi in cui è richiesta la resistenza a sollecitazione sia statiche sia dinamiche (a sforzi, urti e vibrazioni). Per realizzare un componente meccanico da un semilavorato in acciaio, si procede con uno specifico ciclo tecnologico: L’acciao viene sottoposto a trattamenti termici per uniformare la sua microstruttura (normalizzazzione); poi con la ricottura di lavorabilità si riducono le tensioni interne; L’acciaio viene lavorato per rimuovere il materiale in eccesso e per dare preliminare al componente; L’acciaio viene bonificato; Dopo il trattamento di bonifica, si esegue la lavorazione di finitura per ottenere la forma definitiva Altri esempi di acciai da bonifica 2. Acciai da cementazione Questi acciai vengono sottoposti al trattamento di cementazione, seguito da tempra e distensione a 150°C. Sono caratterizzati da una bassa %C ( < 0.2%) per 2 ragioni: -permettere che il pezzo abbia una superficie dura e cuore tenace; -favorire nella cementazione la diffusione del C all’interno del pezzo. Gli elementi di lega che vengono più comunemente aggiunti sono: Ni: riduce la solubilità del C nell’austenite A velocità di cementazione la %C diminuisce gradualmente nello spessore; Cr, Mo: formano carburi favorendo la solubilità del C durezza in superficie, ma la %C cala bruscamente M nello spessore. Dopo il trattamento di cementazione seguito da tempra gli acciai presentano una notevole durezza superficiale. Per pezzi di piccolo spessore è sufficiente un acciai al C, mentre per pezzi di grandi dimensioni conviene utilizzare acciai legati, adatti alla tempra in olio ( temprabilità) resistenza e duttilità e deformazione. : 3. Acciai da nitrurazione Sono acciai da bonifica a medio tenore di C (%C > 0,2) di particolare composizione chimica, debolmente legati con elementi di Cr, Al, Mo, V che formano nitruri durissimi con l’N. I tipi più comuni sono Cr-Mo, Cr-Mo-V, Cr-Al-Mo l’aggiunta di Mo, ha lo scopo di ridurre i problemi di fragilità da rinvenimento. < MAX 0 , 5 Il trattamento di nitrurazione a 525°C per 50-90 h in atmosfera di NH3, eseguito dopo bonifica permette di ottenere superfici molto dure (900-1200HV) e quindi conferisce elevata resistenza all’usura e alla fatica, migliorando anche la (fino al 1200 HV), ma M resistenza alla corrosione. All’ della %Al (max 1%) durezza superficiale la tenacità e l’aderenza allo stato nitrurato. In alcune applicazioni, gli acciai nitrurati competono con quelli cementati temprati e distesi. Lo strato nitrurato è più duro di quello cementato, ma più sottile. Inoltre, lo strato nitrurato mantiene la durezza fino a 500°C, mentre quello cementato e temprato perde durezza già a circa 200°C... 4. Acciai per molle L’acciaio utilizzato per la fabbricazione di molle deve soddisfare 2 requisiti: deve avere un campo di deformazione elastica molto esteso (acciaio si deforma tantissimo prima di raggiungere il limite di snervamento); deve possedere un’elevata resistenza a fatica (materiale che resiste a ripetute sollecitazioni o carichi). Quindi l’acciaio deve avere: elevato carico di snervamento 3x , e rapporto alto (quasi uguale a 1); buona duttilità e tenacità. Tale risultato è ottenibile agendo sulla composizione chimica %C medio-alte (0,55-1%) e eventuale aggiunta di elementi di lega (Si, Mn, Mo e V) e esistono due tipi di acciai: 1. Acciai per molle da trattamento termico: Tempra + rinvenimento a bassa T (tra 400-450°C), per mantenere più alto possibile il rapporto Es br. (trattamento termico di bonifica) Possono essere di 2 tipi: non legati, al carbonio (%C = 0,55-1); legati con Si (>1%), che permette l’innalzamento del rapporto Es br e con altri elementi quali Cr, Mo, V (per prolungare la vita della molla) e Ni (per affinamento del grano). Il Si ha un’elevata affinità con l’ossigeno e ciò può portare alla decarburazione (perdita di carbonio, quindi riduzione della durezza e resistenza). Quindi si aggiungono Cr e Mo per: evitare la decarburazione migliorare la durezza superficiale e resistenza a fatica prolungare la vita della molla Spesso le molle hanno una superficie grezza (ruvida, non lavorata), perché durante la loro produzione non vengono trattate e ci possono - essere problemi. Così le molle possono subire trattamenti di pallinatura: la superficie viene colpita a freddo da sferette/palline ad una velocità di 80-100 m/s; serve per avere una superficie più fine e compatta, per aumentare la resistenza a fatica e per l’asportazione dell’ossido (strato che si forma a causa dell’aria) e decarburazione. 2. Acciai per molle da incrudimento: Vengono deformati a freddo per elevare il limite elastico (sono destinati solo a molle di piccola dimensioni). (trafilatura o laminazione a freddo) Sono acciai al C (0,55-1%), spesso di combinazione eutettoidica, che allo stato di vergella (materiale non ancora rifinito), vengono sottoposti ad un trattamento di patentamento per ottimare L deformabilità a freddo. PATENTAMENTO: Austenitizzazione a 1000°C Raffreddamento rapido in bagno di sali fusi con mantenimento a 500°C nello stesso bagno fino ad ottenimento di una perlite fine Il filo d’acciaio viene successivamente raffinato a freddo. 5. Acciai autotempranti Sono acciai che raggiungono una struttura martensitica dopo semplice raffreddamento in aria. La loro temperatura di distensione è intorno ai 200°C e permette di ottenere Rm molto elevati (anche 2400 MPa) con tenacità ancora soddisfacenti. Affinché un acciaio sia autotemprante: La somma degli elementi di lega deve superare il 7%; Sono utilizzati per pezzi grandi e resistenti, come ingranaggi e alberi a camme che devono sopportare carichi forti 6. Acciai per cuscinetti a rotolamento Un cuscinetto a rotolamento deve supportare carichi ciclici e fenomeni di usura. Per questo devono possedere le seguenti proprietà: - elevata resistenza a fatica e ad usura; - elevato limite elastico; - basso contenuto di impurezze e di inclusioni non metalliche Sono caratterizzati da elevata lavorabilità (allo stato ricotto) e da elevata durezza (dopo tempra). Si tratta di acciai ipereutettoidici (di solito C = 1%) che, dopo tempra, vengono rinvenuti fra i 150°C ed i 400°C. L’acciaio più utilizzato è il 100Cr6 (C = 1%, Cr = 1,5%), che subisce il seguente trattamento: ricottura di sferoidizzazione migliora la lavorabilità; tempra Austenitizzazione a T < Acm e spegnimento in olio; distensione a 200°C la duttilità senza la durezza. M A 7. Acciai per funi Sono utilizzati per fabbricare i fili di acciaio che intrecciati formano la fune metallica. Il filo d’acciaio è ottenuto da un laminato (componente fatto passare tra due rulli che lo comprimono) sottoposto a successive operazioni di trafilatura (processo che serve per ridurre il diametro e allungare un filo). I principiali requisiti sono: elevatissima resistenza a trazione e torsione resistenza a piegamento Trefoli elevata tenacità = fili intrecciati L’acciaio viene ottenuto ottimizzando: -Composizione chimica acciai eutettoidici (C circa 0,8%, 100% perlite) -Trattamento termico patentamento perlite fine (a) -Trattamento meccanico (deformazione plastica) trafilatura in più passate (riduzione in sezione fino al 85-90%)  Acciai da utensili : Questi acciai sono utilizzati nella fabbricazione di utensili destinati sia alla formatura di altri materiali (con o senza asportazione di materia) sia alla presa ed alla misurazione degli oggetti. Vengono forniti allo stato ricotto e messi in opera dopo bonifica. Gli acciai da utensili secondo normativa UNI 2955 sono suddivisi in base alla massima temperatura di utilizzo: 1. acciai rapidi, per lavorazioni meccaniche ad alta velocità: durezza a T ambiente è > 60 HRC e ottima durezza a caldo; se c’è il Co è un acciaio superapido ! 2. acciai per lavorazioni a caldo (T > 300°C): durezza a T ambiente è compresa fra 40 e 55 HRC e resta a buon livello a caldo. 3. acciai per lavorazioni a freddo (T < 150°C): elevata durezza a freddo (55 - 63 HRC) e bassa durezza a caldo. Le caratteristiche che, da sole o combinate, vengono richieste a questi acciai sono: Si ricorre normalmente ad acciai ad elevato contenuto di C (molto spesso > 0,6%) associato ad elementi carburigeni come il W, Mo, V, Cr, Co ed ad altri elementi come Mn e Si. Le aggiunte vengono effettuate con le seguenti finalità. Acciai inossidabili o Inox Gli acciai inossidabili sono leghe Fe-Cr-C o Fe-Cr-Ni-C resistenti alla corrosione a umido/a secco in un campo esteso di temperatura contenenti: Cr = (12-30)% promuove la passività della superficie metallica Ni = (0-35)% serve a stabilizzare la struttura austenitica. Cr > 12% in ambiente ossidante formazione di una pellicola di ossido superficiale sottile e tenace che protegge il metallo sottostante (passivazione) Si suddividono in 5 famiglie: 1. Inossidabili martensitici In base alla microstruttura 2. Inossidabili ferritici 3. Inossidabili austenitici 4. Inossidabili duplex (bifasici) In base al trattamento termico 5. Inossidabili P.H. 1. Acciai inossidabili martensitici Sono leghe Fe-C contenenti: -C = 0,1-0,5 % (talvolta fino a 1,2%) -Cr = 11-19 % Possiedono i punti critici A1 e A3 possono essere trattati termicamente per aumentarne la resistenza: tempra + rinvenimento (in alcuni casi il rinvenimento piò essere sostituito da un distensione) Prima della tempra è possibile eseguire una ricottura (T = 730-790°C) per addolcire il materiale e renderlo più lavorabile alle macchine. Principali caratteristiche: -Elevato carico di rottura; -Elevata durezza e resistenza all’usura; -Scarsa lavorabilità a reddito e bassa saldabilità; -Resistenza alla corrosione inferiore a quella degli altri acciai inox (la presenza di carbonio può ridurre la resistenza alla corrosione. Questo avviene perché il carbonio tende a combinarsi con il cromo per formare il carburo di cromo). Processo tecnologico: I semilavorati in acciaio inossidabile martensitico devono essere trattati tecnicamente per diventare lavorabili e avere buone proprietà meccaniche e di resistenza ala corrosione: Ricottura (730-790°C): Ammorbidisce l’acciaio per facilitarne la lavorazione con macchine utensili; Bonifica: Conferisce la giusta durezza e resistenza alla corrosione per l’uso finale. Include: Tempra (950-1070°C): Forma una struttura martensitica e carburi con raffreddamento in aria o olio (non in acqua per evitare cricche) ; Rinvenimento (600-670°C): Ottimizza il bilanciamento tra durezza e resistenza alla corrosione. Tra gli impieghi più comuni: utensileria (es. coltelli, forbici, bisturi, lame), canne di fucili, iniettori di motori a scoppio strumenti chirurgici, cuscinetti a rulli, bulloneria. 2. Acciai inossidabili ferritici Sono leghe Fe-Cr-C contenenti: C < 0,1 % (per mantenere alta duttilità e stabillizzare la ferrite) Cr = 11-30 % Questi acciai hanno alla T ambiente una struttura composta da ferrite o da ferrite + carburi; Non possiedono i punti critici A1 e A3 non possono essere trattati termicamente per aumentare le proprietà meccaniche Principali caratteristiche: - Eccellente saldabilità Creep o scorrimento viscoso è un fenomeno - Buona lavorabilità di deformazione lenta che si verifica negli - Buona resistenza alla corrosione acciai quando sono sottoposti a tensione per - Buona resistenza all’ossidazione e al creep (Tmax = 750-950°C) un lungo periodo. L’unico trattamento termico possibile è una “ricottura particolare”. Scopo: eliminare le tensioni interne lasciate da deformaziono plastica a freddo o saldatura. Se preceduto da lavorazioni di deformazione plastica a freddo (trafilatura, laminazione…) che permettono di incrementare le caratteristiche meccaniche dell’acciaio prende il nome di trattamento di ricristallizzazione. Ricristallizza la microstruttura nuovi grani cristallini, più piccoli, a partire dai grani originali che si sono allungati nel senso della deformazione plastica a freddo. T = 650-830°C per t = 1-2h (non di più perché molto sensibili all’ingrossamento del grano) Raffreddamento in aria o in acqua, rapido nell’intervallo di 400-570°C per evitare il fenomeno M M dell’infragilimento a 475°C dutilità, tenacità e R corrosione; durezza e resistenza meccanica Tra gli impieghi più comuni: sistemi di scarico per autovetture, elettrodomestici, casalinghi, posateria, elementi decorativi per costruzioni, arredo urbano, scambiatori di calore, valvole, bruciatori, parte dei forni. 3. Acciai inossidabili austenitici Sono gli acciai inossidabili (leghe Fe-Cr-Ni-C) più diffusi, contendono: C < 0,15 % (talvolta fino a 0,25 %) Cr = 16-28 % Ni = 6-32 % I punti critici A1 e A3 sono inferiori a T ambiente non possono essere trattati termicamente per aumentare le proprietà meccaniche. Principali caratteristiche: -Eccellente saldabilità -Ottima lavorabilità a freddo -Elevata resistenza alla corrosione in ambienti anche agressivi (corrosione e degrado) -Ottima resistenza all’ossidazione e al creep (Tmax = 900-1150°C ). Gli acciai inossidabili austenitici che restano esposti anche La sensibilizzazione è un fenomeno che rende per pochi minuti a temperature intorno a 550-750°C posso L’acciao più suscettibile alla corrosione, in subire fenomeni di “sensibilizzazione” pericolo di particolare a quella intergranulare (si sviluppa corrosione intergranuale. lateralmente tra i grani del materiale). E’ causato dalla formazione di carburi di cromo lungo i bordi dei grani, lasciando alcune zone prive di protezione. Esistono 3 soluzioni possibili: trattamento termico con solubilizzazione: riscaldo e mantenimento a 1000-1100°C per rimandare in soluzione i carburi di cromo, seguito da un raffreddamento rapido in acqua; impiego di acciai inossidabili stabilizzanti: (es. AISI 321 e 347), mediante l’aggiunta di Ti e Nb, che hanno un affinità per il C maggiore del Cr precipitazione di TiC e NbC; utilizzo di acciai inossidabili basso C < 0,03 % (“low carbon”) non si possono formare carburi in quantità apprezzabile (questi acciai vengono indicati con una “L”). Tra gli impieghi più comuni: posateria, parti di impianti chimici e alimentari, parti di forni e scambiatori di calore, pentole, reattori… LE GHISE Sono leghe Fe-C contenenti 2,11 < %C < 4,5%, più altri elementi di lega tra cui spicca il Si. Principali proprietà ghise: elevata colabilità Tfusione (1150-1300°C) inferiore a quella degli acciai; Tf - con %C. elevata fragilità non lavorabili per deformazione plastica (né a caldo né a freddo); elevata lavorabilità alle macchine utensili per asportazione di truciolo grazie alla grafite che agisce da lubrificante e favorisce la frantumazione del truciolo basso costo La ghisa può solidificare in base al Potenziale di grafitizzazione della ghisa (=tendenza a far trasformare il carbonio in grafite, invece che in cementite): La solidificazione delle ghise è come una “sceta” tra 2 strade: Diagramma Diagramma termodinamicamente termodinamicamente metastabile Fe-Fe3C stabile Fe-C Potenziale di Potenziale di grafitizzazione basso grafitizzazione alto Il carbonio “preferisce” diventare Il carbonio “preferisce” diventare cementite (Fe3C), rendendo la ghisa grafite, rendendo la ghisa più più dura e fragile. morbida e resistente. Il risultato è una ghisa bianca. Il risultato è una ghisa grigia e Questo avviene quando il sferoidale. raffreddamento è rapido e ha come Questo avviene quando il elementi di lega Mn o Cr, che raffreddamento è lento e ha come ostacolano la formazione della grafite. elemento di lega il Si per favorire la grafitizzazione. Trasformazioni secondo diagramma di stato metastabile Ledeburite trasformata Ledeburite = = cementite primaria cementite secondaria cementite L + + perlite (Fe3C+Ferrite &) austenite ⑮ & * - Dal punto 2 al 4 c’è lo smiscelamento della fase gamma I (austenite) Trasformazioni secondo diagramma di stato stabile Le cementite, fase determinante, tende a decomporsi più o meno velocemente in funzione della temperatura secondo la reazione: Fe3C 3Fe (ferrite) + C (grafite) A bassa T reazione molto lenta, Fe3C permane per tempi lunghi (diagramma di stato Fe-Fe3C sistema metastabile) Ad alta T rapida grafitizzazione dei carburi di Fe, con Si (diagramma di stato Fe-C sistema stabile) L’interpretazione delle microstruttura delle ghise è complicata! La microstruttura di una ghisa con un determinato % C può essere modificata in 2 modi: Variando la composizione chimica aggiungere elementi di lega: L’influenza dei vari elementi di lega, oltre a riguardare la microstruttura (elementi alfageni e gammageni) e la capacità di formare precipitati (ossidi, nitruri, carburi), deve considerare anche la capacità di favorire la decomposizione della cementite (effetto grafitizzante). Inducono la “sfeoidizzazione” della grafite: Ci possono essere degli elementi meglio globulare che lamellare per il taglio V grafitizzanti: quei elementi che favoriscono la formazione della grafite (Ni, Al, Si, Ti, Ce, Mg, Ca, Zr…) antigrafitizzanti: quei elementi che favoriscono la formazione della cementite o i carburi(Cr, Mn, Mo, V…) Variando la velocità di raffreddamento Producono un affinamento della grafite e del grano In funzione della Vraf la solidificazione e le trasformazioni allo stato solido sono: Trasformazione Liquido austenite + Fe3C (Ledeburite) ghisa bianca x raffreddamento veloce eutettica Liquido austenite + grafite ghisa grigia o sferoidale x raffreddamento lento Smiscelamento Fe3C secondaria ghisa bianca x raffreddamento veloce Grafite ghisa grigia o sferoidale x raffreddamento lento Trasformazione Austenite perlite ghisa bianca x raffreddamento veloce eutettoidica Austenite ferrite + grafite, perlite ghisa grigia o sferoidale x raffreddamento lento La normativa UNI ENI ISO 945-1: 2019 classifica gli elementi di grafite secondo: Forma (sono 6 forme di grafite): I. lamelle sottili con punte aguzze Com’è la II. noduli con accentuate ramificazioni di lamelle grafite nella III. lamelle spesse con punte arrotondate ghisa? > IV. flocculi frastagliati V. flocculi compatti VI. sferoidi, noduli a contorno regolare pressochè circolare Distribuzione (sono 5 tipi (A-E)): A. lamelle sottili distribuite uniformemente senza orientamento preferenziale B. lamelle raggruppate in rosette senza orientamento preferenziale C. lamelle spesse e dritte senza orientamento preferenziale D. lamelle molto piccole senza orientamento preferenziale, raggruppate nelle zone interdendritiche E. lamelle piccole con orientamento preferenziale, raggruppate nelle zone interedendritiche Dimensione (sono divise in 8 classi (1-8)): Esempio: Grafite IA4 Elementi di grafite con forma I, distribuzione A e dimensione massima tra 12 e 25 mm (a 100x). La resistenza della ghisa dipende da: spessore e dimensione delle particelle di grafite; percentuale della grafite l’aumento della quantità di grafite comporta una diminuzione delle proprietà meccaniche, poiché le lamelle di grafite interrompono la continuità della matrice; distribuzione della grafite le ghise che possiedono una distribuzione della grafite del tipo A sono quelle con le migliori proprietà meccaniche; microstruttura della matrice (Perlite, Ferrite) a parità di %C la ferrite aumenta la tenacità e abbassa la resistenza, mentre la perlite ha un effetto opposto. Le ghise per fonderia di getti (o di seconda fusione) si suddividono in: 1. Ghise grigie: aspetto scuro nella frattura dovuto alla presenza di lamelle di grafite (UNI EN 1561 : 2011) 2. Ghise bianche: aspetto chiaro nella frattura dovuto alla presenza di C combinato (carbonio presente in una lega metallica) 3. Ghise malleabili: si possono deformare permanentemente (UNI EN 1562 : 2019) 4. Ghise sferoidali: forma della grafite (sfeoroidi = UNI EN 1563 : 2018 e UNI EN 1564 : 2013) 5. Ghise legate: particolari ghise prodotte per soddisfare esigenze specifiche (resistenza alla corrosione o al calore) 1. Ghise grigie Leghe Fe-C-Si Composizione chimica: Ctot = Cgraf + Ccomb = (2 - 4,5)% Si = (1 - 3)% Per molte di queste ghise la grafite si trova sotto forma di lamelle, in genere circondate da una matrice ferritica o perlitica (in base alla velocità di raffreddamento: Vraf lenta = ferrite, Vraf veloce = perlite) Proprietà meccaniche: Le proprietà meccaniche sono piuttosto scadenti, sia per quanto riguarda la resistenza, che soprattutto la duttilità. 2. Ghise bianche Leghe Fe-C-Si nelle quali il C è presente come carburi (solidificazione secondo il sistema metastabile) Si ottengono: Agendo sulla composizione chimica limitando % Si Agendo sulla velocità di raffreddamento raffreddando rapidamente il C è presente sottoforma di cementite (non c’è grafite ! ) Composizione chimica tipica: -Ctot = Ccomb = (2-4,3)% -Si in bassa % (Si < 1%); Si ha effetto grafitizzante -Elementi di lega minori: Mn, Cr, Ni, Cu, Mo, V -La matrice è costituita da perlite -I getti sono estremamente duri e fragili, tanto da non essere lavorabili alle macchine utensili. · Proprietà Eccezionale resistenza all’usura e all’abrasione Elevata fragilità e durezza (HB fino a 750), > della ghisa grigia Tali proprietà possono essere modificate con l’aggiunta di elementi alliganti: -C Un suo aumento comporta una maggiore durezza -Cr Favorisce la formazione di carburi -Ni Favorisce la formazione di martensite (però è un grafitizzante) 3. Ghise malleabili (+ duttile delle ghise grigie e bianche) Si ottengono a partire dalla ghisa bianca mediante trattamento di malleabilizzazione riscalda mento tra 700-900°C per lunghi periodi (40-90 ore) decomposizione della cementite in grafite in forma di rosette che induce una maggiore duttilità. La matrice è ferritica o perlitica a seconda della velocità di raffreddamento. Scopo: materiale che abbina migliori proprietà delle ghise (fluidità, colabilità, lavorabilità alle macchine utensili) buona resistenza e apprezzabile tenacità e duttilità. Principali applicazioni: ingranaggi di trasmissione, flange e raccordi per tubazioni, parti di valvole, ecc… 4. Ghise sferoidali o duttili o nodulari Materiale più diffuso dopo l’acciaio e la ghisa grigi