NOZIONI TECNICHE

PERCHE' E FONDAMENTALE MISURARE LA RESILIENZA!! Come abbiamo detto, l'ottenimento di una microstruttura adeguata è fondamentale sia per allungare la vita dello stampo sia per poter realizzare con successo eventuali trattamenti superficiali quali la nitrurazione ionica ed il rivestimento PVD. Per ottenere una microstruttura adeguata dobbiamo partire da un acciaio omogeneo, uniforme in tutte le direzioni possibili da cui ricaveremo la figura dello stampo. In fig.2 e fig. 3 sono dati rispettivamente casi a buona e pessima situazione di partenza. questo non è l'eccezione bensì capita spesso di trovarsi di fronte a stampi che in partenza presentano già strutture totalmente compromesse per l'esercizio finale!! Cobntrollare l'acciaio è quindi il primo ed imprescindibile passo per buone prestazioni!!!

	Fig.1: BUONA struttura allo stato ricotto: carburi sulla matrice ferritica Fig.1: PESSIMA struttura allo stato ricotto: forte bande di segregazione Si passa poi all'analisi di una microstruttura dopo tempra dove di martensite fine con tracce di bainite inferiore e carburi finemente interdispersi nella matrice (cfr. fig.2'), mentre una struttura inadeguata è composta da martensite grossolana con marcata presenza di bainite superiore e talvolta anche di perlite e con carburi precipitati a bordo grano (cfr. fig.3'). Basta l'analisi anche di un occhio poco esperto per comprendere i motivi per cui la prima microstruttura è migliore della seconda basta analizzare la morfologia della bainite inferiore confrontata con quella della bainite superiore. Con una tempra condotta con spegnimento in gas ad alta pressione risulta virtualmente possibile arrivare a velocità di raffreddamento tali da ottenere strutture adeguate, ma questo va a scontrarsi con un grosso limite del raffreddamento in gas: la disomogeneità del raffreddamento. Vari studi hanno dimostrato che, a parità di pressione impiegata nel raffreddamento, la velocità di tempra risulta diversa a seconda della composizione della carica e quindi, per il legame visto precedentemente, si otterranno strutture metallurgiche differenti per cariche differenti, essendo la pressione un parametro non determinante in modo completo sulla velocità di raffreddamento. Inoltre, proprio a causa della disuniformità del raffreddamento, è possibile che un pezzo di grosse dimensioni subisca un raffreddamento più spinto in certe zone che in altre; questo si traduce in variazioni di forma che possono risultare anche consistenti e quindi in marcate deformazioni. Per ridurre la deformazione si può,come viene usualmente fatto, ridurre la pressione di spegnimento, con il conseguente risultato di avere strutture metallurgiche inadeguate che si traducono in una scarsa resa dello stampo in esercizio per il prematuro emergere di pirocriccature e cricche originate dagli shock termici cui lo stampo è soggetto nel normale esercizio. Ben diverso risulta essere il discorso per quanto riguarda una tempra in bagno di sale. Nel raffreddamento in bagno di sale, la carica viene immersa in vasche che in T.T.N. hanno un rapporto di volume 1:10, che garantiscono quindi un'omogeneità di raffreddamento totale. Questo fatto si traduce in pratica in un contenimento delle deformazioni ma soprattutto, grazie all'elevato coefficente di scambio termico dei sali fusi, in una velocità di raffreddamento decisamente superiore a quella ottenibile, a parità di deformazioni, con lo spegnimento in gas.
	Fig.4 1 - Carico/scarico robotizzati 2 - Assenza di decarburazione in superficie 3 - Ottima resilienza 4 - Deformazioni contenute La possibilità offerta dagli impianti T.T.N. (cfr. fig.4) di raffreddare anche pezzi di grosse dimensioni (fino a 1000X1000X1500 mm - max. 2300 Kg.) in due diversi bagni di sali fusi (il primo a 500°C ed il secondo a 200°C) permette di unire la velocità e l'uniformità di raffreddamento al salto termico controllato con il risultato di ottenere una velocità di raffreddamento succientemente veloce da dare la desiderata struttura di tempra, ma non tanto alta da determinare distorsioni del pezzo. Transitando nel sale ad alta temperatura si sfrutta la "finestra" bainitica possieduta dagli acciai per lavorazione a caldo (cfr. fig.1) ed in tal modo, senza che avvenga alcuna trasformazione strutturale, si uniforma la differenza di temperatura tra il cuore e la superficie, cosa fondamentale, come vedremo, per il contenimento della deformazione, mentre nel passaggio dal sale a 500°C a quello a 200°C si attraversa il punto di inizio di trasformazione martensitica con una velocità sufficientemente elevata da evitare il naso bainitico o al più da lambirlo nella parte inferiore (cfr. fig.5), con formazione in tal modo di bainite inferiore e martensite e quindi con l'ottenimento di una struttura adeguata dal punto di vista delle proprietà meccaniche, prima fra tutte la resilienza. In T.T.N. abbiamo realizzato un gran numero di prove posizionando dei provini standard di resilienza senza intaglio, con dimensioni 10X10X55 mm, in fori di raffreddamento di grosse matrici per pressofusione, spingendoli ad una profondità tale da simulare il comportamento del cuore dello stampo ed abbiamo poi raffreddato le matrici nei bagni di sale fusi (ciclo1). Parallelamente dei provini analoghi sono stati posizionati in simulacri di stampi con dimensioni simili a quelli raffreddati in bagno di sale e sono invece stati raffreddati in gas ad una pressione di 6 bar (ciclo2). Tali provini, dopo essere stati rettificati sono stati oggetto di prove di resilienza condotte presso l'Università di Trento con un pendolo Charpy 300 J strumentato che ha messo in luce il comportamento sostanzialmente diverso dei pezzi raffreddati in gas rispetto a quelli raffreddati in bagno di sale.
	Fig.5: Curve di raffreddamento di un particolare in 1.2343 in bagno di sale a doppio stadio con termocoppie a cuore ed in superficie del pezzo.