NOZIONI TECNICHE

VELOCITA' DI RAFFREDDAMENTO E MICROSTRUTTURA Dall'acciaio con cui vengono costruiti componenti meccanici di vario genere, si pretendono le massime prestazioni dal punto di vista della resistenza a trazione e ad usura, tutte proprietà direttamente correlate con un'elevata durezza; d'altra parte deve essere garantita una buona tenacità alla frattura per fare in modo che lo stampo sia resistente ai fenomeni di pirocriccatura e di fatica termica. La massima durezza che si può ottenere in un qualunque acciaio è associata ad una microstruttura completamente martensitica, per ottenere la quale l'acciaio deve essere assoggettato al trattamento termico di tempra. I successivi rinvenimenti cui viene sottoposto il particolare trattato, hanno il duplice compito sia di diminuire il valore di durezza ottenuta dopo la tempra mediante un processo di trasformazione strutturale della martensite, sia di completare il processo di trasformazione dell'austenite residua, inevitabilmente presente nei materiali per la lavorazione a caldo a causa del loro elevato tenore di elementi di lega quali molibdeno e vanadio che tendono a stabilizzare l'austenite rallentando il processo di trasformazione martensitico. Una completa trasformazione dell'austenite residua è di fondamentale importanza sia per quel che riguarda le deformazioni cui è soggetto un particolare dopo trattamento termico, sia per la tenacità del materiale, che risulta seriamente compromessa allorchè i valori di austenite residua risultano consistenti. Per un qualunque particolare in acciaio, avente certe forme e dimensioni, la possibilità di ottenere la richiesta distribuzione dei costituenti strutturali procedendo dalla superficie verso il cuore, dipende sostanzialmente dalla possibilità di realizzare nei vari punti la necessaria velocità di raffreddamento, scegliendo in modo opportuno il mezzo di spegnimento. Ovviamente un altro parametro di cui tener conto è la composizione chimica dell'acciaio, che determina il posizionamento delle curve CCT; gli acciai per la lavorazione a caldo, con alto contenuto di elementi di lega, hanno generalmente le curve spostate verso tempi "lunghi" (cfr. fig.1) e quindi sono virtualmente ben temprabili, cioè si possono temprare anche con velocità di raffreddamento relativamente modeste. Ciò che si differenzia tra una tempra condotta con velocità di raffreddamento bassa e velocità di raffreddamento elevata è la microstruttura, che, come vedremo, è la responsabile diretta del comportamento in esercizio degli stampi. La cosa che ci preme maggiormente mettere in evidenza è che mentre esiste un legame preciso tra microstruttura e velocità di raffreddamento (nel seguito v.r.), nel senso che una certa microstruttura è ottenibile se e solo se si raggiunge una certa v.r., non altrettanto vale per il legame durezza-v.r., nel senso che dalla v.r. si può ricavare la durezza che si otterrà (conoscendo la microstruttura ottenuta), mentre dalla durezza non si può risalire alla v.r. e quindi al tipo di microstruttura.

Fig.1: Curve CCT per un acciaio UNI X37CrMoV 5 1 KU (1.2343) Quindi la richiesta comunemente fatta di ottenere una certa durezza dopo trattamento termico risulta quantomeno incompleta (come vedremo nel seguito), specialmente per particolari importanti quali ad esempio gli stampi per pressofusione; il semplice valore di durezza non può essere un parametro in base al quale prevedere la vita in esercizio che avrà uno stampo, poiché tale valore può essere associata a una vasta gamma di microstrutture differenti che possiedono proprietà meccaniche (es. tenacità, limite elastico ecc.) estremamente diverse e sicuramente influenzano ben più della durezza il comportamento in esercizio del pezzo.