Trattamento di solubilizzazione dell'acciaio inossidabile
Per comprendere perché l’acciaio inossidabile richiede il trattamento di solubilizzazione, è innanzitutto necessario chiarire lo scopo di tale trattamento, le sue funzioni, quali materiali lo richiedono e in quali industrie viene comunemente impiegato.
Innanzitutto, esaminiamo il processo. Il trattamento di solubilizzazione viene effettuato per dissolvere carburi, fasi γ’ e altri precipitati presenti nella matrice, ottenendo una soluzione solida sovrasatura uniforme. Ciò favorisce la ri‑precipitazione di carburi finemente dispersi e uniformemente distribuiti, nonché delle fasi di rinforzo γ’, durante la successiva tempra. Allo stesso tempo, consente di alleviare le tensioni generate dalla lavorazione a freddo o a caldo e di promuovere la ricristallizzazione della lega. In secondo luogo, il trattamento di solubilizzazione viene eseguito per ottenere una dimensione dei grani adeguata, garantendo così la resistenza alla scorrimento ad alta temperatura della lega. La temperatura di solubilizzazione varia tipicamente tra circa 980 °C e 1250 °C; essa viene selezionata in base al comportamento di precipitazione e dissoluzione delle fasi presenti in ciascuna specifica lega, nonché alle esigenze operative, al fine di assicurare le condizioni necessarie alla precipitazione delle principali fasi di rinforzo e una dimensione dei grani appropriata.
- Materiali comunemente trattati
I materiali più comuni includono SUS304, SUS303, SUS316, 1Cr18Ni9, 0Cr19Ni9 e altri acciai inossidabili austenitici. Oltre agli acciai inossidabili austenitici, anche gli acciai inossidabili duplex e gli acciai inossidabili induribili per precipitazione — come 630, 17-4 e altri — richiedono il trattamento di solubilizzazione. Le finalità sono sostanzialmente analoghe.
- Scopo del trattamento
L’acciaio inossidabile austenitico viene riscaldato fino a circa 1100 °C per dissolvere completamente o quasi le fasi di carburo, permettendo al carbonio di entrare nell’austenite. Successivamente, si procede a un rapido raffreddamento fino a temperatura ambiente, portando il carbonio in uno stato sovrasaturato (in cui il carbonio è già stabilizzato e non ha la capacità né l’opportunità di formare carburi ricchi di cromo con il cromo). Questo metodo di trattamento termico è noto come trattamento termico di solubilizzazione.
Il rapido raffreddamento nel trattamento di solubilizzazione ricorda la tempra dell’acciaio ordinario, ma questa “tempra” differisce da quella dell’acciaio comune: la prima è un trattamento di rammollimento, mentre la seconda è un trattamento di indurimento (con formazione di martensite). Inoltre, le temperature di riscaldamento per la tempra variano a seconda della durezza desiderata, senza tuttavia raggiungere i 1100 °C.
- Campi di applicazione
Con il rapido sviluppo industriale, l’applicazione dei processi di trattamento termico di solubilizzazione è diventata sempre più diffusa. I campi di applicazione più comuni includono componenti in acciaio inossidabile sottoposti a imbutitura profonda e stampaggio. Tra i prodotti tipici figurano thermos, piatti da portata, soffietti e molti altri. Viene inoltre utilizzato nell’industria medica. Naturalmente, le applicazioni nei settori aerospaziale, optoelettronico e navale sono numerose e non possono essere elencate esaustivamente qui.
- Qual è la differenza tra il trattamento di solubilizzazione e la tempra?
Le differenze tra il trattamento di solubilizzazione e la tempra possono essere individuate sotto tre aspetti: materiale, processo e scopo.
Materiali diversi:
Il trattamento di solubilizzazione viene generalmente applicato agli acciai inossidabili austenitici come 304, 316 e 630 (acciaio inossidabile induribile per precipitazione), mentre la tempra è principalmente impiegata negli acciai inossidabili come 410, 420 (2Cr13) e 430 (3Cr13) — acciai inossidabili martensitici e ferritici.
Processi diversi:
Questo è relativamente facile da comprendere. Il trattamento di solubilizzazione consiste in un processo termico in cui la lega viene riscaldata fino a una regione monofase ad alta temperatura, mantenuta a temperatura costante per consentire la completa dissoluzione delle fasi in eccesso nella soluzione solida, e quindi raffreddata rapidamente per ottenere una soluzione solida sovrasatura.
La tempra è un processo termico in cui l’acciaio viene riscaldato oltre la temperatura critica, mantenuto per un certo periodo e poi raffreddato a una velocità superiore alla velocità critica di raffreddamento, al fine di ottenere una microstruttura non in equilibrio, prevalentemente martensitica.
Scopi diversi:
Come accennato in precedenza, il trattamento di solubilizzazione viene eseguito per modificare la struttura della matrice dell’acciaio inossidabile austenitico, mentre la tempra è un processo utilizzato per aumentare durezza e resistenza.
