AREA I - ARTE TECNICO SCIENTIFICA (ATS)
Capitolo ATS.H02: "Metallurgia" - Pagina 10

Gli argomenti di questa pagina sono stati inseriti da Ing. Michele Cuzzoni nel 2012, aggiornati il 21/04/2016, e sono desunti dalla Bibliografia riportata a fondo pagina.

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Laboratorio di Metallurgia

 

 

INDICE:

 

 

Acciai e ghise: fasi e costituenti strutturali

 

Il Ferro puro

 

 

 

Il sistema binario Fe-C può subire due tipi differenti di evoluzione,in funzione della fase ricca in C che si forma (cementite oppure C gr). I due tipi di evoluzione non avvengono mai simultaneamente. I due diagrammi sono caratterizzati da:

  1. una trasformazione eutettica.

 

Il sistema binario Fe-C può subire due tipi differenti di evoluzione, in funzione della fase ricca in C che si forma (cementite oppure C gr).I due tipi di evoluzione non avvengono mai simultaneamente. I due diagrammi sono caratterizzati da:

  1. una trasformazione eutettoidica

 

Il sistema binario Fe-C può subire due tipi differenti di evoluzione, in funzione della fase ricca in C che si forma (cementite oppure C gr). I due tipi di evoluzione non avvengono mai simultaneamente. I due diagrammi sono caratterizzati da:

  1. una trasformazione peritettica

 

 

PUNTI CRITICI:

 

 

 

 

 

 

 

Influenza degli elementi di lega sull’eutettoide:

 

 

 

La presenza dell’eutettico individua convenzionalmente due diversi materiali ferrosi: gli acciai e le ghise.

I primi hanno un tenore di carbonio inferiore alla massima solubilità nell’austenite, le seconde formano, durante la solidificazione, una fase grafitica o cementitica. Nel caso di leghe binarie il confine convenzionale tra i due materiali è individuato dal tenoredi 2,11%C.

 

Gli acciai possono essere suddivisi in ipoeutettoidici, eutettoidici o ipereutettoidici, in base al tenore di carbonio, nel caso in cui esso sia rispettivamente inferiore, uguale o superiore al tenore dell’eutettoide (che nel caso di leghe binarie Fe-C e pari allo 0,77%C).

 

Per quanto riguarda le ghise possono essere distinte in ipoeutettiche, eutettiche o ipereutettiche, in base al tenore del carbonio rispettivamente inferiore, uguale o superiore all’eutettico (nelle leghe binare Fe-C è pari allo 4,3%).

 

 

Raffreddamento acciai: influenza tenore di C su microstruttura

 

 

 

Solidificazione di leghe binarie Fe-C secondo il diagramma metastabile

 

 

Solidificazione di leghe binarie Fe-C secondo il diagramma stabile

 

 

INDICE

 

 

Martensite
  1. Se la T è inferiore ad Ms (martensite starting), caratteristica della lega considerata e delle condizioni di austenitizzazione, si ottiene Martensite.

  2. La martensite si ottiene dalla austenite mediante degli spostamenti degli ioni inferiori alle distanze interatomiche.

  3. Il suo reticolo è tetragonale corpo centrato.

  4. Appare sotto forma di placchette.

c/a = 1 + 0.045 (%C)

La trasformazione da un reticolo CFC ad uno tetragonale avviene con aumento di volume.

 

 

 

 

 

 

 

 

INDICE

 

 

Applicazione diagramma di Schaeffler

Si consideri la saldatura di due piastre in acciaio inossidabile caratterizzato dalla seguente composizione chimica: 0,06%C; 13% Cr; 0,1% Al

Si ipotizzi di utilizzare un metallo di apporto caratterizzato dalla seguente composizione chimica: 0,01%C; 15% Cr; 25%Ni

Ipotizzando un rapporto di diluizione pari a 0,5, quale sarà la composizione chimica e le fasi presenti nel cordone al termine della solidificazione?

Si ipotizzi utilizzabile il diagramma di Schaeffler

Nieq = %Ni + 30 %C + 0.5 %Mn

Creq = %Cr + %Mo + 1.5 %Si + 0.5 %Nb

 

Per l’acciaio relativo alle due piastre saldate i valori di Nieq e di Creq sono rispettivamente:

Nieq = 30* 0,06 = 0,18

Creq = 13

 

Per l’acciaio relativo al metallo di apporto i valori di Nieq e di Creq sono rispettivamente:

Nieq = 25 + 30* 0,01 =25,3

Creq = 15

 

Nel diagramma di Schaeffler i due punti sono rappresentati rispettivamente in rosso ed in blu.

 

Il punto rappresentativo del cordone di saldatura si troverà sul segmento che unisce i due punti rappresentativi del metallo saldato e del metallo di apporto.

Ricordando la definizione di rapporto di diluizione

Rd = Volume metallo base fuso/Volume totale zona fusa = VB /(VB + VA) = 0,5

Se non si ha metallo base fuso, ma solo metallo di apporto (brasatura) Rd = 0, ed il punto rappresentativo del cordone di saldatura coincide con il punto rappresentativo del metallo di apporto (cerchio blu);

Se non si ha metallo di apporto, Rd = 1, ed il punto rappresentativo del cordone di saldatura coincide con il punto rappresentativo del metallo di apporto (cerchio rosso);

 

 

Nell’esempio riportato, nel caso in cui si abbia Rd = 0,5, si avrà al termine della solidificazione, un cordone di saldatura caratterizzato da una struttura caratterizzata dalla compresenza di A e di M. Se invece si desidera una struttura completamente A, si dovrà modificare il valore Rd, diminuendolo fino almeno a 0,4.

 

 

INDICE

 

 


Bibliografia


 
Bib-TS-010 - M. Cavallini, F. Iacoviello - Materiali Metallici - Francesco Ciolfi Editore, via E. De Nicola, Cassino
Bib-TS-011 - W. Nicodemi - Metallurgia - Masson, Milano
Bib-TS-012 - A. Cigada - Struttura e proprietà dei materiali metallici - Città Studi, Milano
Bib-TS-013 - Lucidi del corso di "Metallurgia" sono disponibili in formato pdf all’indirizzo: http://www.metallurgia.unicas.it
 

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