I trattamenti termici degli acciai per renderli di maggiore qualità

I trattamenti termici degli acciai hanno caratterizzato in gran parte l'evoluzione in chiave moderna dell'industria siderurgica.

Per quale motivo l'acciaio viene trattato termicamente e con quali tecniche?

La risposta è abbastanza semplice da focalizzare e va ricercata nei processi industriali di produzione dell'acciaio.

L'acciaio è una lega composta da ferro e carbonio, un metallo (il ferro), il quale interagendo con il carbonio (non metallico), nell'unione ad alte temperature acquisisce connotati che lo rendono superiore per rigidità, durata nel tempo, capacità di non subire processi degenerativi di natura ossidativa, la classica ruggine che, nemmeno in lunghi periodi, ne deteriora la qualità e l'aspetto.

Per questo motivo, già dall'antichità, l'uomo ha scoperto l'altissimo valore dell'acciaio, almeno da quando ha potuto raggiungere temperature di fusione superiore nei forni di produzione.

Durante i procedimenti di lavorazione, l'acciaio subisce dei trattamenti che ne raffinano la qualità.

Da cosa dipendono i vari trattamenti che l'industria riserva alla lega ferro/carbonio nella determinazione di una fusione e successiva colata?

Dipendono da quale tipologia d'acciaio si vuole conseguire, quindi nella lega verrà (ad esempio) aggiunto il vanadio per aumentarne la durezza relativa, il cromo per la resistenza nel tempo e la duttilità di lavorazione, il tantalio per la resistenza alla corrosione, il molibdeno per aumentarne la temprabilità e la resistenza meccanica alle alte temperature e così via.

Il trattamento termico di bonifica

Tra gli interventi termici più indicati, e praticati dalle aziende di alto valore industriale, quello di bonifica, applicato con serietà professionale anche da Centrotest.com, ha lo scopo principale di aumentare la durata, la durezza dell'acciaio e la sua resistenza.

É un processo siderurgico delicato e di grande valore per ottenere materiali superiori di qualità e si compone di diverse fasi, tra le quali la tempratura della lega è fondamentale.

Cosa intendiamo con il termine tempratura?

Nella lavorazione dell'acciaio la tempratura è un processo specifico con il quale si porta la lega all'inizio ad una temperatura di austenizzazione (le alte temperature modificano rapidamente e definitivamente la struttura cristallina dell'acciaio durante la lavorazione), dopodiché, con un veloce processo di raffreddamento per immersione, la barra viene portato a temperature notevolmente inferiori in pochissimo tempo per impedire la formazione di difetti. Impedendo i processi di termodinamica di assestamento, che si genererebbero con temprature prolungate nel tempo, impediamo al metallo stesso di 'normalizzarsi', letteralmente imprigionando il carbonio all'interno di celle nella lega nelle quali si impediscono aggregazioni molecolari che modificherebbero in negativo la qualità.

La bonifica del metallo è quindi una sensibile operazione siderurgica per esaltare la lega e le sue proprietà. Eseguita con dovizia la bonifica dell'acciaio lo rende più elastico, ma allo stesso tempo, più duro e con maggiore capacità di resistere all'usura senza perdere in capacità di essere lavorati e rettificati con precisione estrema.

Le fasi del trattamento termico di bonifica

Per eseguire al meglio questo processo, la lega d'acciaio dovrà essere portata inizialmente ad alte temperature, quantificabili attorno a 800° sino a 1220°, dopodiché lo si lascia a queste temperature il tempo tecnico per concedere alla fusione ferro/carbonio di trasformare le microstrutture sino al momento nelle quali l'acciaio può definirsi ottimale e pronto alla bonifica.

Il passo successivo è quello di mantenere la temperatura di austenitizzazione per il tempo necessario alla definizione della perfezione delle strutture, infine, mantenendo ancora per un breve periodo la temperatura, si procede con la tempratura vera e propria. In questa fase si distribuisce sulla superficie della lega rovente sali o oli speciali per consentire all'acciaio di arricchirsi ulteriormente di proprietà specifiche, dopodiché si abbatte la temperatura con il trattamento di bonifica per fissare ogni risultato ottenuto e poter disporre di una lega di altissima qualità.