Ricottura: ammorbidimento per migliorare la lavorabilità
La ricottura è un processo di trattamento termico progettato per ammorbidire le barre tonde, alleviare le tensioni interne e affinare la struttura del grano, migliorandone così la lavorabilità e la formabilità. La barra tonda viene riscaldata a una temperatura specifica (tipicamente 800–900 °C per l’acciaio al carbonio), mantenuta per un tempo sufficiente a garantire una completa austenitizzazione e quindi raffreddata lentamente nel forno. Questo raffreddamento lento produce una microstruttura perlita grossolana o ferritico-perlitica, riducendo la durezza e migliorando la duttilità. Le barre tonde ricotte sono più facili da tagliare, forare e formare, rendendole ideali per operazioni complesse di lavorazione meccanica o di formatura a freddo, nelle quali un’eccessiva durezza causerebbe usura degli utensili o fratture del materiale. Questo trattamento viene inoltre impiegato per eliminare gli effetti di precedenti lavorazioni a freddo e per omogeneizzare la microstruttura del materiale in vista di successivi trattamenti termici.
Normalizzazione: affinamento della struttura del grano per ottenere proprietà uniformi
Il processo di normalizzazione prevede il riscaldamento di barre tonde a una temperatura superiore al punto critico superiore (tipicamente 850–950 °C), il mantenimento a tale temperatura per un periodo sufficiente e successivo raffreddamento all’aria ferma. Questo processo produce una microstruttura perlite uniforme e fine, che offre un migliore equilibrio tra resistenza e tenacità rispetto allo stato laminato a caldo. La normalizzazione elimina le strutture a grana grossa e le tensioni interne che possono insorgere durante la forgiatura o la laminazione, migliorando così la tenacità d’urto e garantendo proprietà meccaniche più uniformi su tutta la sezione trasversale della barra tonda. Le barre tonde normalizzate sono generalmente utilizzate per componenti strutturali, ingranaggi e alberi che richiedono una resistenza moderata e una buona lavorabilità. Per molti acciai al carbonio e bassolegati, la normalizzazione costituisce il trattamento termico finale, soddisfacendo i requisiti specificati per le proprietà meccaniche senza necessità di tempra e rinvenimento.
Tempra: raggiungere la massima durezza
La tempra consiste nel raffreddamento rapido di barre tonde dalla temperatura di austenitizzazione, al fine di trasformarne la microstruttura in martensite dura. A seconda della qualità dell'acciaio, le barre tonde vengono riscaldate a una temperatura compresa tra 800 e 950 °C e quindi raffreddate rapidamente in un mezzo di tempra, quale acqua, olio o una soluzione polimerica. La tempra in acqua garantisce la velocità di raffreddamento più elevata e consente di ottenere la massima durezza, ma aumenta il rischio di deformazioni e fessurazioni, in particolare per barre tonde con sezioni trasversali complesse.
Rinvenimento: bilanciare durezza e tenacità
La tempra è un processo essenziale che segue la tempra rapida (quenching), progettato per ridurre la fragilità, alleviare le tensioni interne e ottenere la combinazione desiderata di durezza e tenacità. Il tondo temprato viene riscaldato nuovamente a una temperatura compresa tra 150 °C e 650 °C, mantenuto a tale temperatura per un determinato periodo e quindi raffreddato all’aria ferma. La tempra a bassa temperatura (150–300 °C) riduce leggermente la durezza pur mantenendo un’elevata resistenza all’usura, formando una microstruttura di martensite rinvenuta, rendendola ideale per utensili da taglio e matrici. La tempra a media temperatura (350–500 °C) consente di ottenere un equilibrio tra resistenza meccanica, tenacità ed elasticità, risultando adatta per molle e alberi pesanti. La tempra ad alta temperatura (500–650 °C) produce una microstruttura di sorbite con elevata tenacità e duttilità, unita a una buona resistenza allo snervamento e resistenza a trazione, rendendola la scelta ideale per alberi a gomito, bielle e componenti strutturali soggetti a carichi d’urto. Questo stato di tempra e rinvenimento (Q&T) è il trattamento termico più comune per i tondi in acciaio legato che richiedono proprietà meccaniche migliorate.
