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Metallurgia dei metalli e delle leghe
AREA I - ARTE TECNICO-SCIENTIFICA (ATS)
Cap. ATS-H02 - Metallurgia - Pag. ATS-H02.10
Gli argomenti trattati sono stati inseriti da Ing. Arch. Michele Cuzzoni nel 2012 - © Copyright 2007- 2024 - e sono desunti dalla documentazione indicata in Bibliografia a fondo pagina
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:- 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:
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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:
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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
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Se la T è inferiore ad Ms (martensite starting), caratteristica della lega considerata e delle condizioni di austenitizzazione, si ottiene Martensite.
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La martensite si ottiene dalla austenite mediante degli spostamenti degli ioni inferiori alle distanze interatomiche.
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Il suo reticolo è tetragonale corpo centrato.
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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.
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.
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