Per trattamento termico s’intende il processo controllato di un ciclo di riscaldamento e raffreddamento dei metalli, per alterare le loro caratteristiche meccaniche e fisiche, senza mutare la forma del prodotto.
Forgiatura e fucinatura non sono considerati trattamenti termici!
Il trattamento termico viene fatto talvolta inavvertitamente durante le fasi di fabbricazione, che scaldano o raffreddare il metallo (es. laminazione, saldatura, zincatura a caldo, formatura).
I trattamenti termici sono spesso associati all’aumento della resistenza meccanica, ma possono anche essere utilizzati per raggiungere determinati obiettivi di fabbricazione, come migliorare la lavorazione e la formabilità oppure ripristinare la duttilità dopo un’operazione di lavorazione a freddo.
Perciò sono processi produttivi molto importanti, che possono non solo aiutare altri processi di fabbricazione, ma possono anche migliorare le prestazioni del prodotto aumentando la resistenza o altre caratteristiche desiderate.
Gli acciai sono particolarmente adatti per il trattamento termico, poiché rispondono bene e l’utilizzo di acciaio supera quello di qualsiasi altro materiale. Gli acciai vengono trattati termicamente per una o più delle seguenti ragioni:
- addolcimento
- tempra
- modifica del materiale
TRATTAMENTI TERMICI COMUNI
Addolcimento
L’addolcimento viene fatto per ridurre la resistenza o la durezza, eliminare le tensioni residue, migliorare la resilienza, ripristinare la duttilità, raffinare la granulometria o modificare le proprietà elettromagnetiche dell’acciaio.
Ristabilire la duttilità o rimuovere le tensioni residue è un’operazione necessaria quando devono essere eseguite grandi quantità di lavorazioni a freddo (ad esempio laminazione a freddo o trafilatura). Ricottura – processo completo, di coalescenza, normalizzazione e rinvenimento – tempra bainitica (austempering), martempering (tempra martensitica in sale), sono i principali processi usati per addolcire gli acciai.
Tempra
Il trattamento di tempra degli acciai viene fatto per aumentare durezza e resistenza all’usura. Un acciaio per essere temprabile deve contenere una buona percentuale di carbonio ed alcuni elementi di lega (nichel, cromo, manganese, boro). Se il contenuto di carbonio è sufficiente, allora l’acciaio può essere direttamente temprato; altrimenti la superficie del pezzo deve essere arricchita di carbonio utilizzando alcune tecniche (cementazione, nitrurazione, carbonitrurazione).
Modifica del materiale
Oltre l’indurimento e l’addolcimento, i trattamenti termici vengono utilizzati per modificare le proprietà dei materiali. Questi processi modificano il comportamento degli acciai in modo benefico per massimizzare la durata prevista (ad es. distensione), o proprietà di resistenza (ad es. il trattamento criogenico), o alcune altre proprietà desiderate (ad es. l’invecchiamento).