TRATTAMENTI TERMICI

TRATTAMENTI TERMICI DEI PRODOTTI FINITI A FREDDO

Premessa

In termini generali, un trattamento termico, opportunamente selezionato e calibrato, consente di conferire a un prodotto di acciaio specifiche caratteristiche:

• meccaniche e/o fisiche (durezza, carico di rottura e di snervamento, permeabilità magnetica, etc.);
• di lavorabilità: deformazione plastica a freddo e/o asportazione di truciolo alle macchine utensili;
• di stabilità dimensionale: infatti, a seguito delle classiche lavorazioni di trasformazione (saldatura, taglio, etc.) o per effetto delle condizioni di esercizio, si possono, talvolta avere, quali effetti collaterali, distorsioni e variazioni geometriche indesiderate.;
• microstrutturali, per successivi trattamenti termici e/o termochimici

I trattamenti termici possono essere eseguiti sia sul pezzo finito (flangia, valvola, ingranaggio, etc.), sia sul prodotto siderurgico di partenza (barra, tubo, profilo, lamiera, etc.).

Per quanto attiene ai prodotti finiti a freddo forniti dal Gruppo Lucefin, di sempre crescente importanza sono alcuni trattamenti termici, che possono essere eseguiti internamente al Gruppo, grazie alle dotazioni impiantistiche di cui questo è fornito:

• forno a campana per rotoli (ricotture sub-critiche)
• forno di bonifica per barre tonde (bonifica, distensione, ricotture,  normalizzazione – in atmosfera non protettiva)
• forno continuo per barre (ricotture, normalizzazione, distensione – in atmosfera protettiva)

Anche la normativa Europea (EN) e Internazionale (ISO) hanno recepito la crescente importanza dei trattamenti termici sulle barre finite a freddo: la nuova EN 10277 e la ISO 683-18, contemplano la possibilità di fornire i prodotti finiti a freddo (trafilati, pelati e rettificati) con specifico trattamento termico:; in particolare sono state introdotte specifiche indicazioni per quelli sottoposti a distensione, ricottura, normalizzazione dopo trafilatura:

• trafilato disteso (+C+SR)
• trafilato ricotto (+C+A)
• trafilato normalizzato (+C+N)

Accanto a questi, prodotti che già erano menzionati nelle norme di prodotto e che vengono forniti dal Gruppo Lucefin, ovvero:

• ricotti trafilati (+A+C)
• ricotti pelati (+A+SH)
• bonificati (+QT): dopo trafilatura (+C+QT), prima della trafilatura (+QT+C), pelati/rullati  (+QT+SH)

Di seguito una sintetica descrizione dei principali effetti che i trattamenti termici sopra menzionati hanno sul prodotto trafilato e, laddove indicato, anche sul prodotto pelato (i prodotti rettificati ricavati da trafilato e pelato “ereditano” le caratteristiche di questi, non essendo la trafilatura processo che impatta sulle caratteristiche meccaniche o microstrutturali).

DISTENSIONE (+SR)

A seguito del trattamento di distensione, si ha un generale riassetto delle tensioni interne del materiale, con recupero parziale delle risorse plastiche. Le caratteristiche meccaniche non subiscono variazioni particolarmente importanti e la microstruttura del materiale risulta fondamentalmente invariata.

Il succitato riassetto delle tensioni interne e il recupero parziale delle risorse plastiche conferiscono al materiale una buona stabilità dimensionale evitando distorsioni dopo successive lavorazioni, oltre che consentire una maggiore attitudine a operazioni di deformazione plastica a freddo (es. piegatura)

RICOTTURE

Ricottura di lavorabilità(+A)

Questo trattamento conferisce alla microstruttura esistente una morfologia idonea alle operazioni di lavorazione per asportazione di truciolo, mantenendo ancora una discreta capacità di deformazione plastica a freddo. Le tensioni residue sono annullate e di conseguenza si ottiene stabilità dimensionale

Ricottura di ricristallizzazione (+RA)

Il principale effetto è quello della riduzione degli effetti della deformazione plastica a freddo (incrudimento e tensioni residue): la microstruttura subisce un generale riassetto morfologico che comporta un ottimale recupero delle caratteristiche di deformabilità plastica a freddo ed è quindi indicata per quei prodotti che saranno sottoposti a operazioni quali piegatura, ricalcatura, etc.

Ricottura magnetica (soft-annealing) (+A)

Trattasi di un trattamento di ricottura volto al raggiungimento di specifici valori dei parametri magnetici del materiale, ovvero la forza coercitiva (H_c) e la permeabilità magnetica (µ_r)

Per tutti i tipi di ricottura, le caratteristiche meccaniche variano nel senso di una riduzione della durezza, dei carichi di rottura (R_m) e di snervamento (R_m e R_p0,2%) e con un aumento dell’allungamento percentuale a rottura (A%) e della strizione percentuale a rottura (Z%).

NORMALIZZAZIONE

È un trattamento termico ad alta temperatura che comporta una completa trasformazione della microstruttura di partenza, con annullamento completo degli effetti delle lavorazioni precedenti. Di conseguenza il prodotto dopo normalizzazione è caratterizzato da:

• basse caratteristiche meccaniche
• ottime caratteristiche di deformabilità plastica a freddo
• massima stabilità dimensionale
• omogeneità microstrutturale (assenza di bande di laminazione e di disomogeneità chimiche)
• isotropia meccanica: le caratteristiche meccaniche sono indipendenti dall’orientamento del prodotto essendo la microstruttura omogenea
• ottimale per eventuali successivi trattamenti di bonifica particolarmente impegnativi

BONIFICA

La bonifica è in realtà l’insieme di due trattamenti termici tra loro complementari, ovvero TEMPRA+RINVENIMENTO.

Tempra

È un trattamento termico che, per effetto di un drastico raffreddamento dopo il raggiungimento di specifiche temperature, induce nell’acciaio la formazione della cosiddetta MARTENSITE, costituente strutturale caratterizzato da: elevati carico di rottura, carico di snervamento e durezza, ma di bassa tenacità e capacità di deformazione a freddo, oltre che di tensioni residue piuttosto marcate

Rinvenimento

Il recupero parziale delle risorse plastiche e l’attenuazione delle tensioni residue dopo tempra, avviene per effetto del trattamento di rinvenimento; tanto maggiore sarà la temperatura a cui questo avverrà, tanto maggiore sarà il recupero delle risorse plastiche del materiale e la riduzione della durezza e dei carichi di rottura e snervamento raggiunti durante la tempra.