La ricottura è un processo di trattamento termico in cui l'acciaio tondo forgiato viene riscaldato a una temperatura specifica, in genere inferiore alla temperatura critica, e quindi raffreddato lentamente, solitamente in un forno. Lo scopo principale della ricottura è ammorbidire l'acciaio, rendendolo più lavorabile per le successive operazioni di lavorazione o formatura. Durante la ricottura, le tensioni interne indotte durante la forgiatura vengono alleviate e la struttura del grano dell'acciaio viene affinata. Questo processo comporta una riduzione della durezza e una maggiore duttilità, migliorando la capacità dell'acciaio di subire deformazioni plastiche senza fratturarsi. Inoltre, la ricottura migliora l’uniformità della microstruttura dell’acciaio, contribuendo a prestazioni più prevedibili e costanti nella sua applicazione finale.
La tempra è un processo di trattamento termico critico che prevede il riscaldamento dell'acciaio tondo forgiato a una temperatura elevata, in genere superiore alla sua temperatura critica, e il successivo raffreddamento rapido in un mezzo di tempra come acqua, olio o soluzioni polimeriche. Il rapido raffreddamento trasforma la microstruttura dell'acciaio, solitamente in martensite, una fase dura e fragile caratterizzata da una struttura aghiforme. Questa trasformazione aumenta significativamente la durezza e la resistenza alla trazione dell'acciaio. Tuttavia, la tempra introduce anche notevoli stress interni dovuti alle differenze di velocità di raffreddamento all’interno dell’acciaio, che possono portare a deformazioni o fessurazioni se non gestite correttamente. La scelta del mezzo di tempra e della velocità di raffreddamento sono fattori cruciali per raggiungere l'equilibrio desiderato tra durezza e tenacità.
Il rinvenimento viene eseguito dopo la tempra per mitigare la fragilità indotta dalla trasformazione martensitica. In questo processo, l'acciaio bonificato viene riscaldato nuovamente a una temperatura inferiore alla sua temperatura critica e mantenuto a questa temperatura per un periodo specifico prima di raffreddarlo a temperatura ambiente. La temperatura e la durata del rinvenimento sono attentamente controllate per ottenere le proprietà meccaniche desiderate. Il rinvenimento riduce leggermente la durezza dell'acciaio migliorandone significativamente la tenacità, rendendo l'acciaio meno incline a fessurarsi sotto impatto o sollecitazione. Il processo allevia anche alcune delle tensioni interne indotte durante la tempra, stabilizzando così la microstruttura dell'acciaio e migliorandone la stabilità dimensionale.
La normalizzazione comporta il riscaldamento dell'acciaio tondo forgiato a una temperatura leggermente superiore alla sua temperatura critica (tipicamente da 850°C a 950°C) e quindi il suo raffreddamento all'aria. Questo processo ha lo scopo di affinare la struttura del grano dell'acciaio, migliorandone l'uniformità e migliorando le proprietà meccaniche come resistenza e tenacità. A differenza della tempra, la normalizzazione non produce durezza estrema ma fornisce una microstruttura più uniforme ed equilibrata, rendendola adatta per applicazioni in cui è richiesta una combinazione di resistenza e duttilità.
Per le applicazioni che richiedono una superficie dura e resistente all'usura pur mantenendo un nucleo tenace, vengono impiegate tecniche di cementazione come cementazione, nitrurazione o carbonitrurazione. Questi processi comportano la diffusione di carbonio o azoto nello strato superficiale dell'acciaio tondo forgiato per aumentare la durezza superficiale. La carburazione, ad esempio, comporta il riscaldamento dell’acciaio in un ambiente ricco di carbonio, mentre la nitrurazione introduce azoto. L'indurimento superficiale migliora la resistenza all'usura e alla fatica, mentre il nucleo rimane relativamente più morbido e duttile, fornendo una buona combinazione di caratteristiche prestazionali.
Albero forgiato in acciaio legato
