Perché è necessario il rinvenimento dopo la tempra dei getti di ghisa?

La tempra è un processo di trattamento termico ampiamente utilizzato nella produzione di getti di ghisa. Implica il rapido raffreddamento della fusione riscaldata per ottenere proprietà meccaniche specifiche, come maggiore durezza e resistenza. Tuttavia, la sola tempra spesso non è sufficiente e il rinvenimento è un passaggio successivo cruciale. In qualità di fornitore di getti di ghisa, comprendo l'importanza del rinvenimento dopo la tempra e in questo blog approfondirò le ragioni di questa necessità.

Comprendere il quench e i suoi effetti

Prima di esplorare la necessità del rinvenimento, comprendiamo brevemente il processo di tempra. Quando un pezzo fuso di ghisa viene riscaldato ad una temperatura specifica nell'intervallo austenitico e poi raffreddato rapidamente, l'austenite si trasforma in martensite. La martensite è una fase molto dura e fragile, motivo principale per cui la tempra viene utilizzata per aumentare la durezza dei getti di ghisa.

Il rapido raffreddamento durante la tempra crea elevate tensioni interne all'interno del getto. Queste tensioni sono il risultato della variazione di volume associata alla trasformazione da austenite a martensite. Inoltre, anche le velocità di raffreddamento non uniformi nel getto possono contribuire allo sviluppo di tensioni interne. Se queste sollecitazioni non vengono alleviate, possono portare a diversi problemi, come fessurazioni, distorsioni e ridotta duttilità.

Ragioni per il rinvenimento dopo la tempra

1. Sollievo dallo stress

Uno dei motivi più importanti per rinvenire dopo la tempra è alleviare le tensioni interne generate durante il processo di tempra. Il rinvenimento comporta il riscaldamento del pezzo fuso raffreddato a una temperatura inferiore al punto critico inferiore del diagramma di fase ferro-carbonio e il mantenimento a tale temperatura per un periodo specifico. Durante questo processo, le tensioni interne vengono gradualmente alleviate poiché gli atomi all'interno della struttura cristallina hanno abbastanza energia per riorganizzarsi.

Riducendo le tensioni interne, il rischio di fessurazioni e distorsioni è notevolmente ridotto. Durante la tempra si possono formare delle crepe a causa delle elevate concentrazioni di stress, e queste crepe possono propagarsi nel tempo, portando alla rottura del getto. Il rinvenimento aiuta a prevenire tali guasti catastrofici rendendo il getto più stabile e meno soggetto a fessurazioni.

2. Miglioramento della duttilità e della tenacità

Come accennato in precedenza, la tempra porta alla formazione di martensite, che è estremamente dura ma anche molto fragile. In molte applicazioni è richiesta una combinazione di durezza e tenacità. Ad esempio, nei componenti automobilistici, gli ingranaggi devono essere sufficientemente resistenti da resistere all'usura, ma anche sufficientemente robusti da assorbire i carichi d'urto senza rompersi.

Il rinvenimento consente la decomposizione parziale della martensite in una struttura più duttile e tenace. L'esatta struttura che si forma durante il rinvenimento dipende dalla temperatura e dal tempo di rinvenimento. A temperature di rinvenimento più basse, parte della martensite si decompone in una miscela di ferrite e cementite, che migliora la duttilità e la tenacità del getto pur mantenendo una durezza relativamente elevata. All’aumentare della temperatura di rinvenimento, la quantità di decomposizione aumenta e la durezza diminuisce ulteriormente mentre la duttilità e la tenacità continuano a migliorare.

3. Controllo della durezza

Il rinvenimento fornisce un mezzo per controllare la durezza del pezzo fuso raffreddato. Selezionando attentamente la temperatura e il tempo di rinvenimento, è possibile ottenere la durezza desiderata per un'applicazione specifica. Ad esempio, se un getto deve avere un'elevata durezza superficiale per la resistenza all'usura ma anche un nucleo più duttile per la resistenza agli urti, è possibile utilizzare un processo di rinvenimento a due stadi.

La prima fase di rinvenimento può essere effettuata a temperatura relativamente bassa per alleviare le tensioni interne e avviare la decomposizione della martensite. La seconda fase può avvenire a una temperatura più elevata per regolare ulteriormente la durezza e migliorare le proprietà meccaniche complessive. Questa flessibilità nel controllo della durezza rende il rinvenimento un passaggio essenziale nel trattamento termico dei getti di ghisa.

Impatto su diversi tipi di getti di ferro

La necessità di rinvenimento dopo la tempra è applicabile a vari tipi di getti di ghisa, tra cui ghisa grigia, ghisa duttile e ghisa bianca.

Ferro grigio

La ghisa grigia è nota per la sua buona colabilità e capacità di smorzamento. La tempra della ghisa grigia può aumentarne la durezza, ma le elevate sollecitazioni interne generate durante la tempra possono causare fessurazioni. Il rinvenimento è necessario per alleviare queste sollecitazioni e migliorare la duttilità della ghisa grigia bonificata. Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni in cui la fusione è soggetta a carichi dinamici, come nei blocchi motore.

Ferro duttile

La ghisa duttile ha maggiore duttilità e tenacità rispetto alla ghisa grigia a causa della presenza di noduli di grafite. L'estinzione può aumentare significativamente la sua resistenza, ma la struttura martensitica risultante è fragile. Il rinvenimento viene utilizzato per trasformare la martensite in una struttura più duttile, garantendo che la ghisa mantenga la sua eccellente combinazione di resistenza e duttilità. I componenti in ghisa sferoidale utilizzati nei settori dell'edilizia e dei trasporti spesso richiedono la tempra dopo la tempra per soddisfare i requisiti prestazionali.

Ferro Bianco

Il ferro bianco è molto duro e resistente all'usura ma estremamente fragile. L'estinzione del ferro bianco può aumentarne ulteriormente la durezza, ma il rischio di fessurazione è molto alto. Il rinvenimento è essenziale per ridurre le tensioni interne e migliorare la tenacità dei getti in ghisa bianca. I getti di ghisa bianca utilizzati nelle applicazioni minerarie e di frantumazione traggono vantaggio dalla tempra dopo la tempra per migliorarne la durata.

I nostri servizi come fornitore di ghisa

In qualità di fornitore di getti di ghisa, comprendiamo il ruolo fondamentale del rinvenimento dopo la tempra nella produzione di getti di ghisa di alta qualità. Disponiamo di impianti di trattamento termico all'avanguardia che ci consentono di controllare con precisione i processi di tempra e rinvenimento. I nostri tecnici esperti monitorano attentamente la temperatura, il tempo e la velocità di raffreddamento per garantire che ogni fusione soddisfi le proprietà meccaniche richieste.

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Conclusione

In conclusione, il rinvenimento dopo la tempra è una fase necessaria nel trattamento termico dei getti di ghisa. Aiuta ad alleviare le tensioni interne, migliorare la duttilità e la tenacità e controllare la durezza della fusione. Comprendendo l'importanza della tempra, possiamo produrre getti di ghisa più affidabili e con prestazioni migliori in varie applicazioni.

Se avete bisogno di getti in ghisa di alta qualità, vi invitiamo a contattarci per l'approvvigionamento e ulteriori discussioni. Il nostro team di esperti è pronto ad assistervi nella ricerca delle migliori soluzioni per le vostre specifiche esigenze.

Riferimenti

• Manuale ASM Volume 4: Trattamento termico. ASM Internazionale.
• Edizione da scrivania del Manuale sui metalli, 3a edizione. ASM Internazionale.
• Manuale delle fusioni in ferro: proprietà, processi e applicazioni. AFS (Società Americana delle Fonderie).