L’acciaio è una lega di ferro e carbonio, con tenore di carbonio dallo 0,2% all’1,7%. Secondo la composizione si distinguono:
- acciai non legati (o ordinari), formati solo da ferro e carbonio e con quantità estremamente limitate di altri elementi
- acciai speciali, ottenuti aggiungendo alla lega ferro-carbonio uno o più elementi metallici quali nichel, cromo, ecc.
L’acciaio legato è utilizzato in molti settori in cui è richiesto un elevato carico di rottura, come nella produzione delle catene ad alta resistenza.
Il trattamento termico di bonifica è definito anche normalizzazione dell’acciaio e ci restituisce il cosiddetto acciaio bonificato, ossia in possesso di una maggiore resistenza. Lo scopo di questa operazione è quindi quello di ottenere un metallo che sia in grado di sopportare un notevole carico di lavoro, senza deformazioni e rotture.
Gli effetti del trattamento di bonifica
La bonifica è un processo composto da due trattamenti dell’acciaio che prendono il nome di tempra (o tempera) e rinvenimento.
Fase 1: Tempra
La tempra è un trattamento termico a caldo che migliora le proprietà meccaniche dell’acciaio. In particolare questo processo conferisce ai metalli una serie di vantaggi tra cui l’aumento della durezza, l’aumento della resistenza meccanica e il miglioramento della resilienza.
Le fasi della tempra sono:
- Riscaldamento: l’acciaio viene portato ad alte temperature per permettere la trasformazione della sua struttura interna.
- Mantenimento: l’acciaio viene mantenuto a temperatura costante per permettere una trasformazione completa della struttura cristallina.
- Raffreddamento: l’acciaio viene raffreddato rapidamente per formare la martensite, una fase cristallina caratterizzata da elevata durezza e resistenza.
Fase 2: Rinvenimento
Il rinvenimento è la fase cruciale della bonifica, in cui si mira a migliorare la resilienza e la tenacità dell’acciaio, in seguito alla tempra. Questo processo riduce la fragilità dell’acciaio, aumentando la sua capacità di assorbire energia prima di cedere sotto sollecitazioni meccaniche.
Il rinvenimento è essenziale per ottenere un materiale che offra un equilibrio ottimale tra durezza e resilienza, adatto a una vasta gamma di applicazioni industriali.
Le fasi del rinvenimento sono:
- Prima Fase (80°C e 200°C): separazione dei carburi dalla martensite e riduzione della distorsione del reticolo.
- Seconda Fase (200°C e 320°C): decompressione dell’austenite residua e formazione di carburi e α-ferrite.
- Terza Fase (320°C e 520°C): instaurazione di un equilibrio tra ferrite e cementite, con significativa diminuzione della durezza.
- Quarta Fase (450°C e 550°C): separazione dei carburi particolari dagli elementi della lega, per ottenere la durezza desiderata.
Queste temperature possono variare leggermente a seconda del tipo di acciaio e delle specifiche esigenze applicative.
Grazie alla sua versatilità e alla capacità di personalizzazione delle proprietà meccaniche, la bonifica dell’acciaio rimane un pilastro fondamentale nell’industria manifatturiera moderna, contribuendo alla creazione di prodotti più sicuri, efficienti e durevoli, come nel caso delle catene di Catenificio Moro.