Ricottura, normalizzazione, tempra e rinvenimento sono i quattro processi più basilari e comunemente utilizzati nel trattamento termico dei metalli. Il loro obiettivo comune è migliorare la struttura interna e le proprietà meccaniche dei metalli attraverso processi di riscaldamento e raffreddamento controllati, rendendoli più adatti alla lavorazione e all'uso. La sezione seguente descrive in dettaglio il significato e le differenze tra questi quattro processi.
Sequenza di processo
In generale, la sequenza di base ditrattamento termico dei metalliè la seguente: Ricottura → Normalizzazione → Tempra → Rinvenimento
Non si tratta di una sequenza fissa, ma piuttosto di un flusso di processo che viene selezionato in modo flessibile in base ai diversi materiali e applicazioni. Ad esempio, alcune parti richiedono solo la ricottura, mentre altre richiedono una combinazione di tempra e rinvenimento (noto anche come trattamento di rinvenimento) e alcune parti strutturali verranno normalizzate dopo la lavorazione di sgrossatura per migliorare la lavorabilità.
Differenze e funzioni di vari processi
Ricottura
La ricottura è il processo di riscaldamento del metallo a una certa temperatura, mantenimento a quella temperatura e quindi raffreddamento lento (di solito in una fornace).
Scopo: ridurre la durezza, aumentare la plasticità, eliminare lo stress interno e rendere la microstruttura uniforme e stabile.
Caratteristiche: Il metallo si ammorbidisce facilitandone la lavorazione; la microstruttura diventa più uniforme; e lo stress interno è ridotto.
Applicazioni: utilizzate per la pre-lavorazione dell'acciaio, forgiati, ecc. Ad esempio, nella produzione diganci per gruOgiunti ad ingranaggi, la ricottura può prevenire deformazioni o fessurazioni causate da stress interni.
Normalizzazione
La normalizzazione è simile alla ricottura, ma la temperatura di riscaldamento è più elevata e la velocità di raffreddamento è più rapida (raffreddamento ad aria).
Scopo: Migliorare la microstruttura, aumentando così la resistenza e la tenacità.
Caratteristiche: raffreddamento più rapido rispetto alla ricottura, grana più fine e maggiore resistenza e durezza rispetto allo stato ricotto.
Applicazioni: comunemente utilizzato in parti strutturali in acciaio a basso-legato e a medio-carbonio, come giunti di ingranaggi e parti meccaniche.
Tempra
La tempra è il processo di riscaldamento di un metallo al di sopra della sua temperatura critica (solitamente la temperatura di austenitizzazione) e quindi di raffreddamento rapido (ad esempio raffreddamento ad acqua, raffreddamento ad olio o raffreddamento ad aria).
Scopo: ottenere elevata durezza ed elevata resistenza e migliorare la resistenza all'usura.
Caratteristiche: Ottiene una struttura martensitica; elevata durezza ma elevata fragilità.
Applicazioni: comunemente utilizzato per parti soggette a urti o carichi elevati, come ganci di catene di gru,ingranaggie parti dell'albero. Dopo la tempra il metallo risulta molto duro ma presenta scarsa tenacità; pertanto, di solito richiede il rinvenimento.
Temperamento
La tempera comporta il riscaldamento del metallo temprato tra 150 gradi e 650 gradi, mantenendolo a quella temperatura e quindi raffreddandolo.
Scopo: eliminare la fragilità causata dalla tempra e bilanciare resistenza e tenacità.
Caratteristiche: la resistenza diminuisce leggermente, ma la tenacità e la plasticità sono notevolmente migliorate, risultando in una microstruttura più stabile.
Applicazioni: Solitamente utilizzato in combinazione con la tempra; quasi tutte le parti in acciaio bonificato richiedono rinvenimento. I ganci delle gru, i giunti degli ingranaggi e gli altri-componenti portanti realizzati mediante un processo di "tempra + rinvenimento" sono sia duri che resistenti.
