Acciai speciali
ACCIAI SPECIALI Contengono, oltre al ferro e al carbonio, altri elementi (cromo, manganese, molibdeno, nichel, rame, silicio, tungsteno, piombo ...) in percentuale tale da: • Produrre modifiche strutturali • Originare nuove strutture Risultano modificate le caratteristiche e le proprietà fisiche, meccaniche e tecnologiche. Pur non essendo possibile definire in maniera esauriente gli acciai speciali, una classificazione di essi può essere la seguente: 1) acciai da costruzione 2) acciai per utensili 3) acciai per applicazioni particolari
Effetti prodotti dagli elementi speciali Oltre alla variazione delle caratteristiche e delle proprietà, gli elementi aggiunti determinano: • Spostamento dei punti critici • Ritardo dell’inizio della trasformazione (curve TRC spostate verso destra con modifica della velocità critica di tempra) • Aumento della durata della trasformazione • Presenza, a freddo, di strutture che nella semplice lega Fe-C potevano essere ottenute soltanto mediante un trattamento termico. Con riferimento al diagramma Fe-C, gli elementi aggiunti spostano il punto eutettoide (normalmente corrispondente a C = 0,87 %) verso percentuali inferiori di carbonio, restringendo così il campo degli acciai ipoeutettoidi ed allargando il campo degli acciai ipereutettoidi.
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ELEMENTI AGGIUNTI NEGLI ACCIAI E LORO INFLUENZA
• Il Nichel Il nichel é introdotto spesso negli acciai insieme al cromo e al molibdeno. In particolare: — aumenta la resilienza — aumenta l'allungamento percentuale e la duttilità — aumenta il carico di rottura a trazione e la durezza — facilita il trattamento termico di tempra. La presenza del nichel negli acciai è invece negativa per quanto riguarda: — la lavorabilità alle macchine utensili — la conducibilità termica. Tra le leghe aventi una percentuale elevata di nichel si ricordano i due seguenti per le loro particolari caratteristiche: — Invar: lega formata da 36 % di nichel, 0,2 % di carbonio, il resto ferro. Ha un coefficiente di dilatazione quasi nullo. La lega Invar viene impiegata per la fabbricazione di strumenti di precisione, pezzi-campione ecc. — Platinite: lega formata da 46 % di nichel, 0,15 % di carbonio, il resto ferro. Ha un coefficiente di dilatazione uguale a quello del vetro. • Il Cromo Il cromo, spesso aggiunto negli acciai da solo o assieme a nichel e molibdeno, ha un vastissimo impiego nel campo degli acciai; esso costituisce l'elemento di lega più importante e di più vasta applicazione. In particolare é presente: — negli acciai resistenti alla corrosione e all'ossidazione (Cr > 11,5 %) — negli acciai da utensili (Cr = 4 – 15 %) — negli acciai da nitrurazione — negli acciai da costruzione (Cr = 0,5 – 1 %) — negli acciai per resistenze elettriche e per magneti permanenti. Gli acciai al cromo, a seconda della percentuale di cromo e carbonio, sono classificati nel modo seguente: — acciai al cromo ferritici; contengono cromo ≥ 14 % e carbonio 0,05 - 0,15 % — acciai al cromo martensitici; contengono cromo 11 – 15 % ecarbonio 0,15 - 0,45 % — acciai al cromo perlitici; contengono cromo: 1 - 5 % e carbonio: 0,4 - 0,8 %. Appunti dalle lezioni di “Tecnologie meccaniche di processo e di prodotto” del prof. Di Cara – ITIS Conegliano
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La presenza del cromo negli acciai produce i seguenti effetti: — aumenta la resistenza alla corrosione e all'ossidazione a caldo (quando é presente con una percentuale > 11,5 %) — facilita il trattamento termico di tempra — aumenta la durezza, la resilienza, il carico di rottura — aumenta la resistenza all'usura — diminuisce la conducibilità termica — diminuisce la lavorabilità. • Il Manganese La presenza del manganese negli acciai ha i seguenti effetti: — aumenta la durezza (senza variare la resilienza) — aumenta il carico di snervamento e di rottura a trazione (con Mn = 1 – 2 %) — aumenta la resistenza a fatica (con Mn = 1 – 3 %) — aumenta la resistenza all'usura (con Mn > 5 %) — aumenta la resistenza alla corrosione e all'ossidazione (con Mn = 1 - 2 % e con la presenza di cromo e nichel) — aumenta la saldabilità. • L’Alluminio L'alluminio è un elemento aggiunto agli acciai destinati al trattamento termico di nitrurazione, data la sua elevata affinità con l'azoto. L'alluminio viene aggiunto fino al 5 % (e anche più) negli acciai inossidabili. • Il Molibdeno I principali acciai in cui lo si trova sono: — acciai rapidi e superrapidi per utensili — acciai da bonifica — acciai da cementazione — acciai inossidabili. Gli effetti positivi dovuti alla presenza di questo elemento negli acciai sono: — miglioramento della lavorabilità alle macchine utensili — aumento del carico di rottura a trazione e della durezza — aumento della resistenza all'usura — aumento della resistenza alla corrosione e all'ossidazione.
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• Il Tungsteno Il tungsteno è usato soprattutto per la fabbricazione di acciai per utensili in percentuale da 10 a 25 % (acciai rapidi e superrapidi) dato che esso conferisce elevata durezza che viene mantenuta anche a caldo. Il tungsteno conferisce agli acciai i seguenti effetti: — elevata durezza (che viene mantenuta anche a caldo) — grande resistenza all'usura (sia a bassa che ad alta temperatura) — aumento del carico di rottura a trazione (sino a 10 % di tungsteno) — diminuzione della resilienza — diminuzione dell'allungamento percentuale a rottura. • Il Cobalto Il cobalto è spesso introdotto negli acciai insieme a cromo, nichel, molibdeno e vanadio. Negli acciai per utensili (acciai superrapidi) il cobalto è presente in percentuale da 3 a 10 %. Il cobalto conferisce agli acciai i seguenti effetti: — aumenta il carico al limite di elasticità — aumenta il carico di rottura a trazione — aumenta la durezza (che mantiene anche a caldo) — migliora la resistenza alla corrosione — diminuisce l'allungamento percentuale a rottura. • Il Silicio La presenza del silicio come elemento di lega produce negli acciai i seguenti effetti: — scomparsa della deformabilità a freddo (con Si = 3 %) e riduzione della deformabilità a caldo (gli acciai con il 6 % di silicio non sono fucinabili) — aumento della resistenza all'usura — aumento del carico al limite dell'elasticità — aumento del carico di rottura a trazione — resistenza all'ossidazione a caldo — aumento della resistenza elettrica e diminuzione delle perdite per isteresi (con gli acciai al silicio si costruiscono resistenze elettriche, dinamo e lamierini per trasformatori) — diminuzione della lavorabilità alle macchine utensili.
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ACCIAI DA COSTRUZIONE Gli acciai “da costruzione” sono quegli acciai utilizzabili per la costruzione di macchinari, manovellismi, alberi, ingranaggi ... In particolare: - gli acciai al nichel sono tenaci, malleabili, resistenti agli urti e alla trazione - gli acciai al cromo sono duri e cementabili - gli acciai al molibdeno resistono all’usura a caldo - gli acciai al silicio sono elastici - gli acciai al manganese resistono all’usura e agli urti - gli acciai al vanadio possiedono lavorabilità a caldo e resistenza a fatica Gli acciai speciali da costruzione sono caratterizzati da notevoli proprietà meccaniche di tenacità, elasticità e resistenza e da una elevata capacità di tempra. Una classificazione degli acciai da costruzione può essere la seguente: • acciai tipizzati a) da cementazione b) da bonifica • acciai per tempra superficiale • acciai da nitrurazione • acciai per molle • acciai per l’industria petrolifera • acciai per cuscinetti • acciai per bulloneria ACCIAI TIPIZZATI Allo scopo di ridurre i costi e di ottenere maggior costanza nel livello di qualità, sono state prese delle iniziative intese a concentrare su alcuni tipi di acciai speciali da cementazione e da bonifica il maggior interesse dei consumi. Le indagini di mercato hanno portato alla conclusione che la maggior parte dei problemi che si pongono agli utilizzatori si possono risolvere con solo 5 acciai, dei quali 3 dono da cementazione al cromo-nichel e al cromo-nichel-molibdeno e 2 da bonifica al nichel-cromo-molibdeno. In particolare: 1) 2) 3) 4) 5)
15 Cr Ni 3 20 Cr Ni 4 18 Ni Cr Mo 5 39 Ni Cr Mo 3 40 Ni Cr Mo 7
acciaio da cementazione UNI 5331 acciaio da cementazione UNI 5331 acciaio da cementazione UNI 5331 acciaio da bonifica UNI 5332 acciaio da bonifica UNI 5332
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- Acciai da cementazione Il trattamento termochimico di cementazione cui sono sottoposti questi acciai determina un arricchimento di carbonio dello strato superficiale del pezzo, mentre il nucleo rimane invariato. La superficie indurita risulta perciò resistente all’usura, mentre il cuore del pezzo, che mantiene basso contenuto di carbonio, conserva elevata tenacità. Gli acciai da cementazione hanno basso contenuto di carbonio (C ≤ 0,20 %) e possono contenere nichel, cromo e molibdeno. Acciai da cementazioni sono per esempio: C 10 – C 15 – 20 Cr Ni 4 – 12 Ni Cr 3 – 18 Ni Cr Mo 7 UNI 7846 La durezza superficiale conseguibile con la cementazione (e successivi trattamenti) é di 62 ÷ 65 HRC. Essa deve comunque risultare, dopo cementazione e tempra, superiore a 58 HRC. Sono impiegati per costruire elementi meccanici che richiedono: • elevata durezza superficiale • elevata resistenza a trazione • resilienza sufficiente Impieghi: ingranaggi di qualsiasi tipo, assi, alberi di distribuzione e di trasmissione, mozzi, perni, boccole, spinotti, coni, chiocciole ... Gli acciai da cementazione non legati si impiegano nella costruzione di pezzi di piccole dimensioni; quelli legati si impiegano per pezzi aventi grandi dimensioni. Inconvenienti: presentano un eccessivo ingrossamento del grano durante i trattamenti con eccessive deformazioni e conseguente fragilità. Per questo é necessario l’ulteriore trattamento di tempra e, per ridurre la fragilità, un rinvenimento a 180 °C. Infine occorre eseguire la rettifica. - Acciai da bonifica Il trattamento di bonifica cui sono sottoposti questi acciai determina una struttura a grano fine (detta sorbite) con elevate caratteristiche meccaniche. Gli acciai da bonifica hanno medio tenore di carbonio (C = 0,3 ÷ 0,6 %) e possono contenere cromo, nichel e manganese.
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Acciai da bonifica sono per esempio: C 40 – C 60 – 35 Cr Mo 4 – 40 Ni Cr Mo 7 UNI 7845. L’acciaio 38 Ni Cr Mo 4, di media temprabilità, costituisce il più diffuso acciaio da bonifica, legato, sia per la buona lavorabilità a caldo e a freddo che per la facilità del trattamento termico. Questi acciai, mediante la tempra seguita da rinvenimento a 600 °C, acquistano una certa durezza, che però é inferiore a quella degli acciai cementati. Grazie alla struttura sorbitica conseguita col trattamento di bonifica, i pezzi costruiti con questi acciai sono in grado di sopportare anche vibrazioni e urti. Impieghi: alberi di qualsiasi tipo, semiassi, aste, bielle, leve, organi di collegamento ... Gli acciai da bonifica sono richiesti per pezzi di grandi dimensioni per i quali non é possibile fare la cementazione che provocherebbe deformazioni. La bonifica costa meno della cementazione. Sono utilizzati per: • bulloneria (infatti la cementazione produrrebbe dei filetti eccessivamente fragili) • fabbricazione di fili • costruzione di organi meccanici sollecitati a carichi statici e dinamici (alberi, semiassi, bielle, organi di collegamento...) Per la scelta di un acciaio da bonifica é di fondamentale importanza la conoscenza delle caratteristiche di temprabilità (attitudine di un acciaio ad acquisire dopo tempra una determinata penetrazione e distribuzione della durezza dalla superficie al cuore del pezzo). Si distinguono: • acciai a bassa temprabilità (acciai al carbonio) • acciai a media temprabilità (acciai debolmente legati) • acciai ad alta temprabilità (acciai fortemente legati o autotempranti) Gli acciai da bonifica non legati con percentuale di carbonio fino a 0,45 (avente bassa temprabilità), si impiegano per pezzi che hanno spessori fino a 30 mm e quando sono tollerabili le deformazioni che derivano dalla tempra in acqua.
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ACCIAI DA NITRURAZIONE Il trattamento termochimico di nitrurazione, effettuato dopo quello di bonifica, determina un indurimento dello strato superficiale grazie alla diffusione nel pezzo dell’azoto. Gli acciai da nitrurazione hanno medio tenore di carbonio (C = 0,3 ÷ 0,6 %) e possono contenere cromo, alluminio, vanadio, molibdeno ... Acciaio da nitrurazione é per esempio: 41 Cr Al Mo 7 UNI 8077 o 8552. Sono impiegati per indurire superficialmente pezzi di forma molto complicata come alberi a gomito e quando si voglia ottenere una buona resistenza al nucleo con una durezza molto elevata. Lo spessore nitrurato ha durezza 72 HRC. Con la nitrurazione a 550 °C si evitano assolutamente deformazioni e non sono quindi necessari successivi trattamenti termici (al contrario della cementazione). La nitrurazione viene eseguiti dopo il trattamento di bonifica. L’elevato costo di questi acciai e la lunga durata della nitrurazione (50 ore), consigliano la sostituzione di questi acciai con acciai da bonifica a tenore di carbonio sufficientemente elevato (per esempio 30 Ni Cr Mo 12 UNI 7845) ogni volta che la durezza superficiale richiesta sia inferiore a 800 HV. ACCIAI PER MOLLE Sono acciai che hanno un elevato limite di elasticità e possono essere sia acciai semplici (al solo carbonio) che acciai legati. Sono soprattutto acciai al silicio aventi: C = ≤ 1 % (mediamente C = 0,5 %) Si ≤ 2 % Mn ≈ 0,7 % Questi acciai vengono temprati in olio e poi rinvenuti a 450 ÷ 500 °C. Dopo il trattamento presentano elevata resistenza a trazione ed alto limite elastico. Esempio di designazione: 52 Si Cr 5 Appunti dalle lezioni di “Tecnologie meccaniche di processo e di prodotto” del prof. Di Cara – ITIS Conegliano
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Impieghi: molle di vario tipo (a balestra, a elica, a tazza), barre di torsione, pinze elastiche ad espansione ... ACCIAI PER CUSCINETTI Gli acciai per cuscinetti contengono circa l’1 % di carbonio, che conferisce durezza dopo trattamento termico. Hanno come elementi in lega cromo, molibdeno e nichel. Acciai per cuscinetti sono per esempio: 100 Cr 6 – 100 Cr Mn 4 – X 110 Cr Ni 17 Glia acciai per cuscinetti, dopo tempra in olio, risultano con minime deformazioni e possiedono elevate caratteristiche di durezza, resistenza all’usura e alla compressione. Impieghi: sfere, anelli e rulli per cuscinetti da rotolamento, fusi per macchine tessili. ACCIAI DA BULLONERIA Sono acciai destinati alla costruzione della bulloneria per lavorazione meccanica o per stampaggio. Possono essere acciai di qualità tipo Fe, acciai al carbonio o acciai legati. Acciai per bulloneria (UNI 7356) sono per esempio: Fe 335 B – C 10 – C 30 – C 40 – 35 Cr Mo 4 – 40 Cr 4 – 35 Ni Cr 5 – 38 Cr Mo 4 – 40 Ni Cr Mo 7 Impieghi: fabbricazione di viti, bulloni, dadi ...
ACCIAI PER UTENSILI Le principali proprietà che deve possedere un materiale per utensile sono: durezza, resistenza all’usura ed all’abrasione, mancanza di fragilità, resistenza agli shock termici, temprabilità, attitudine al taglio. Queste caratteristiche, che non si trovano in un unico acciaio, devono essere mantenute anche a caldo e in presenza di urti e vibrazioni. Acciai rapidi Gli acciai rapidi, detti così perché permettono elevate velocità di taglio nelle lavorazioni alle macchine utensili per asportazione di truciolo, sono acciai legati ad alto contenuto di elementi (tungsteno, cromo, vanadio e molibdeno), che determinano Appunti dalle lezioni di “Tecnologie meccaniche di processo e di prodotto” del prof. Di Cara – ITIS Conegliano
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la formazione di carburi, con elevate caratteristiche di durezza e resistenza all’usura, anche quando la temperatura raggiunge i 600 ÷ 650 °C. Gli acciai rapidi sono acciai appartenenti, secondo le norme UNI EN 10027 (o UNI EU 27) al 2° Gruppo, 2° sottogruppo, ulteriore 2° sottogruppo (acciai fortemente legati). Esempio di designazione: X 75 W 18 KU. Gli acciai rapidi, secondo la norma UNI EN 10027/1, sono indicati con il simbolo HS. Esempio di designazione: HS 18 - 10 - 2 (acciaio col 48 % di tungsteno, il 10 % di molibdeno e il 2 di vanadio). Composizione: C = 0,6 ÷ 1,3 % W = 14 ÷ 18 % Cr = 3 ÷ 7 % V ≈ 0,5 % Mo = 0,5 ÷ 1,2 % Acciai super rapidi Sono anch’essi acciai fortemente legati ma, rispetto a quelli rapidi, hanno una maggior percentuale di tungsteno ed il cobalto: W = 17 ÷ 23 % Co = 4 ÷ 10 % Acciai per lavorazioni a caldo Sono acciai utilizzati per la costruzione di stampi, matrici e punzoni. Questi acciai vengono a contatto, per un certo tempo, con i materiali ad alta temperatura, dai 200 °C per la lavorazione delle materie plastiche ai 1100 ÷ 1200 °C per lo stampaggio degli acciai. Per questo motivo gli acciai devono avere elevata durezza ed elevata resistenza all’usura alle alte temperature. Gli acciai per stampi devono avere anche buona lavorabilità all’utensile, elevata resilienza, buona temprabilità, resistenza alla variazione di temperatura. Esempi: 40 W Cr 20 KU - 52 Ni Cr Mo 6 KU - X 28 W 9 KU – X 35 Cr Mo 5 KU
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Acciai per lavorazioni a freddo Sono acciai duri e resistenti all’usura, utilizzati per la costruzione di scalpelli, lame (o coltelli) di tranciatrici, matrici e punzoni, trafile, conii per monete, lame per seghe ... Questi acciai hanno alto contenuto di carbonio (C > 0,5 % fino al 2,3 %) e sono legati con tungsteno e cromo. Fra i tipi unificati ricordiamo: 52 W Cr 20 KU – 100 Cr Mn 4 KU – 85 Mn V 8 KU – X 150 Cr Mo 12 KU – X 200 Cr 13 KU
ACCIAI PER USI PARTICOLARI Comprendono un grandissimo numero di acciai, che vengono ulteriormente suddivisi in varie categorie a seconda delle applicazioni: -
acciai strutturali acciai automatici acciai ad alta resistenza acciai per alte temperature acciai per basse temperature acciai con particolari leganti acciai per applicazioni magnetiche
Acciai strutturali Sono accia da carpenteria, che vengono usati sotto forma di lamiere, profilati, tubi per costruzioni saldate o chiodate. Questi acciai sono utilizzati così come vengono forniti dall’acciaieria, senza sottoporli a particolari trattamenti termici. I requisiti che devono avere gli acciai strutturali sono: -
saldabilità taglio alla fiamma buon limite di snervamento resistenza alla corrosione atmosferica
Acciai strutturali sono: Fe 330 - Fe 340 – Fe 420 – Fe 520
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Acciai automatici Sono acciai al piombo o allo zolfo. Il piombo conferisce agli acciai la proprietà tecnologica della “truciolabilità”. Gli acciai al piombo sono detti automatici perché vengono molto impiegati nelle grandi produzioni (in serie) di piccoli oggetti ricavati dalla barra con torni automatici (a torretta). Durante la lavorazione alle macchine utensili si forma un truciolo corto che, distaccandosi facilmente dall’utensile, ne limita il riscaldamento e non ingombra la zona di taglio. L’uso degli acciai automatici consente un aumento della velocità di taglio del 30 % ed una aumento dell’avanzamento superiore al 50 %. Risulta inoltre grandemente aumentata la durata di affilatura. Acciai automatici sono i seguenti: 10 S 20 – 9 S Mn 23 – 10 S Mn Pb 10 – 35 S Mn Pb 10 – 40 S Mn Pb 10 UNI 4838 Acciai ad alta resistenza Sono acciai caratterizzati da un’alta resistenza a trazione e buona tenacità (anche alle alte e alle basse temperature), nonché da elevata resistenza alla corrosione. Tra questi ricordiamo gli acciai Maraging. Acciai per alte temperature Sono acciai legati, che conservano buone proprietà meccaniche anche alle alte temperature. I materiali metallici, quando operano ad elevata temperatura, peggiorano le loro proprietà meccaniche a causa dello scorrimento viscoso a caldo, fenomeno che determina la deformazione plastica del materiale stesso quando esso é sottoposto ad un carico costante. Normalmente il fenomeno si manifesta negli acciai per una temperatura superiore ai 350 °C. Un elemento che in lega nell’acciaio innalza la resistenza allo scorrimento a caldo é il molibdeno. Il cromo é presente per aumentare la resistenza alla corrosione.
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Impieghi: valvole, parti di motore a combustione interna, caldaie, tubi di scambiatori di calore, costruzioni termotecniche e petrolchimiche (centrali termoelettriche e raffinerie di petrolio, per organi che non lavorano in ambienti con particolare azione corrosiva od ossidante).
Acciai per alte temperature: proprietà meccaniche Rm [N/mm2] ReH [N/mm2] T = 20 °C T = 400 °C 24 Cr Mo 5 700 500 330 24 Cr Mo 5 4 850 600 410 22 Cr V 4 700 500 330 24 Cr Mo V 5 850 600 440 Acciai per basse temperature (acciai criogenici) Sono acciai resistenti alle basse temperature (fino a – 253 °C). Tutti gli acciai, sia quelli al carbonio che quelli debolmente legati, subiscono una diminuzione di resilienza al diminuire della temperatura alla quale operano. Alle basse temperature, infatti, la frattura per urto da tenace diviene fragile. Il nichel é l’elemento che maggiormente contrasta la diminuzione della resilienza al diminuire della temperatura. Il carbonio deve avere bassa percentuale, così pure il piombo. Acciai per basse temperature: proprietà meccaniche Rm [N/mm2] ReH [N/mm2] A% T = 20 T=T = 20 °C T=T = 20 T=°C 100 °C 100 °C °C 100 °C 25 Cr Mo 4 620 800 470 600 14 15 14 Ni 6 520 610 300 410 13 22 10 Ni 614 570 640 380 460 13 20 X 10 Cr Ni Ti 18 10 690 1050 280 390 12 11
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Acciai maraging Gli acciai maraging, fabbricati in USA negli anni ’60, sono acciai speciali al nichel. Il termine “maraging” deriva dalle parole inglesi “martensite aging” che indicano l’aumento di durezza della martensite mediante rinvenimento (o invecchiamento). Gli acciai maraging sono acciai fortemente legati, ad alto contenuto di nichel ed a basso tenore di carbonio, capaci di assumere elevatissima tenacità mediante appropriati trattamenti termici. Gli acciai maraging non sono soggetti alla rottura fragile e sono poco sensibili agli intagli e alle fessurazioni. Conservano buona tenacità anche alle temperature sotto zero e presentano una rottura duttile anche quando nel pezzo esistono fessurazioni od intagli. Sono impiegati dove si richiedono caratteristiche meccaniche e pesi leggeri (per esempio nell’industria aerospaziale). Composizione chimica Vediamo quali sono i principali elementi presenti negli acciai maraging e la loro influenza. 1) Il carbonio é presente in percentuale molto limitata (0,03 % massimo) 2) Il nichel, che é l’elemento più importante, ha un tenore di circa il 18 %. Esso consente, mediante il raffreddamento in aria, di trasformare l’austenite, che si é formata col riscaldamento a 750 ÷ 900 °C, in una particolare martensite costituita da una soluzione solida di nichel disciolto nel ferro α, molto duttile perché la percentuale di nichel é elevata e quella di carbonio é bassissima. 3) Il cromo, presente con un tenore di 8 ÷ 15 %, conferisce resistenza all’ossidazione e durezza dopo il rinvenimento a causa della precipitazione del composto ai bordi dei grani. 4) Il titanio (0,2 ÷ 0,8 %), il molibdeno (3 ÷ 5 %) e il cobalto (8 ÷ 9 %), aumentano la durezza dopo il trattamento di rinvenimento, a causa della precipitazione dei composti intermetalli ai bordi dei grani. 5) L’alluminio (0,1 %), oltre che indurire la martensite rinvenuta, disossida l’acciaio quando é ancora allo stato liquido. 6) Zolfo, manganese e silicio, per non peggiorare le proprietà dell’acciaio (fragilità) devono essere presenti in quantità limitatissima.
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Pregi degli acciai maraging - Proprietà fisiche (The International Nickel Co. Inc.) Reticolo cristallino Massa volumica Temperatura di fusione Temperatura di inizio trasformazione Temperatura di fine trasformazione Coefficiente di dilatazione termica lineare medio da 20 a 480 °C - Proprietà meccaniche (The International Nickel Co. Inc.) Caratteristiche Durezza Rockwell Resistenza a trazione Carico di snervamento Allungamento Strizione Modulo di elasticità normale Limite di fatica a flessione rotante dopo 108 cicli su provetta liscia Resilienza Charpy KV Temperatura di duttilità nulla Resistenza a caldo
Cubico a corpo centrato 8 daN/dm3 1427 ÷ 1454 °C Ms = 204 °C Mf = 149 °C 0,000010
Valori acciaio 200 44 ÷ 48 HRC 1350 ÷ 1600 N/mm2 1300 ÷ 1500 N/mm2 6 ÷ 12 % 35 ÷ 67 % 184000 N/mm2 600 ÷ 750 N/mm2 45 ÷ 85 J/cm2 Sotto –184 °C 350 °C
- Proprietà tecnologiche Gli acciai maraging presentano proprietà tecnologiche migliori rispetto a quelle degli acciai ad alta resistenza temprati e rinvenuti. In particolare hanno: -
Maggiore attitudine alle lavorazioni plastiche a freddo Migliore truciolabilità Maggiore saldabilità Semplicità di trattamento termico Stabilità delle dimensioni durante l’invecchiamento
Impieghi -
Costruzioni aerospaziali (elementi per missili, navicelle ...) Costruzioni aeronautiche (alberi, giunti, ingranaggi, carrelli ...) Costruzioni navali ( elementi per aliscafi, sommergibili...) Costruzioni meccaniche in genere (ingranaggi, matrici e punzoni, stampi, serbatoi ad alta pressione, ...) Appunti dalle lezioni di “Tecnologie meccaniche di processo e di prodotto” del prof. Di Cara – ITIS Conegliano
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