Ricottura

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La ricottura di una lega metallica che consiste nel riscaldamento ad una temperatura solitamente inferiore a quella di fusione, seguito dalla permanenza di durata opportuna e da un lento raffreddamento solitamente in forno. Deve conseguire uno o più dei seguenti obiettivi:

equilibrio chimico: riduzione della segregazione minore;
equilibrio strutturale: trasformazione delle fasi metastabili;
equilibrio meccanico: riduzione delle tensioni residue interne, incrudimento compreso.

Si utilizza prevalentemente su acciai e su rame per prepararli alle fasi successive della lavorazione, rendendo il materiale più dolce e più omogeneo.
Nel caso dell'acciaio, si riscalda sino ad una temperatura poco superiore a quella di austenitizzazione e si mantiene a tale temperatura per un tempo sufficiente a trasformarlo completamente in austenite; segue poi un lento raffreddamento in forno.

Tramite la ricottura viene alterata la microstruttura del materiale, causando mutamenti nelle sue proprietà quali la flessibilità e la durezza. Il risultato tipico è la rimozione dei difetti della struttura cristallina. Può avere anche lo scopo di uniformare la composizione chimica dell'acciaio, in tal caso il riscaldamento è eseguito ad una temperatura più elevata e per tempi più lunghi.

I processi che portano alle modifiche del reticolo cristallino durante la ricottura hanno ispirato la ricottura simulata (o simulated annealing) che è una metaeuristica simile agli algoritmi genetici.

Indice

1 Ricottura completa o profonda
2 Ricottura di omogeneizzazione
3 Ricottura isotermica
4 Ricottura di coalescenza o di globulizzazione
5 Voci correlate

[modifica] Ricottura completa o profonda

Detta anche genericamente ricottura, essa è eseguibile sugli acciai dotati di punti di trasformazione e consiste in:

riscaldamento fino a Ac₃ + 25-50°C oppure Ac₁ + 50-70°C;
sosta in tale condizione per circa 1 ora ogni 50 mm di spessore;
raffreddamento lento in forno (50-100°C/h) fino alla formazione stabile di ferrite, perlite o carburi: per acciai al carbonio o debolmente legati vuol dire fino a 600°C, per acciai molto legati anche 300°C; in seguito si può raffreddare il pezzo più rapidamente in aria.

La struttura perlitica così raggiunta comporta l'addolcimento massimo e quindi un'ottima lavorabilità a freddo. Lo svantaggio è costituito dal lungo tempo di trattamento e della formazione struttura grossolana

[modifica] Ricottura di omogeneizzazione

A differenza della precedente, non necessita di acciai con punti di trasformazione; essa raggiunge risultati simili, ma si sottolinea soprattutto la sua necessità per sciogliere eventuali fasi fragili presenti, ad esempio carburi eutectici grossolani, che, sopravvivendo alle successive lavorazioni a caldo, infragilirebbero pezzi in esercizio, come il tagliente di utensili in acciaio rapido o superfici di attrito di cuscinetti.
Essendo costosa, si deve valutarne attentamente la necessità, di solito evidente solo per acciai di elevata qualità per applicazioni critiche (unico caso di acciaio al carbonio che viene così ricotto è quello automatico, per evitare che le segregazioni di zolfo ai giunti dei grani provochino fragilità al rosso).

Il processo prevede una permanenza di parecchie ore a T = Ac₃ + 100-200°C: questo comporta notevoli perdite per ossidazione e, negli acciai ipoeutectoidici, ingrossamento della grana cristallina (surriscaldamento), a cui porre rimedio con la normalizzazione.

[modifica] Ricottura isotermica

Volendo velocizzare la ricottura profonda o di globulizzazione, si può optare per la ricottura isotermica, la quale prevede:

austenitizzazione ad una temperatura maggiore di Ac₃ (acciai ipoeutectoidici) o di Ac₁ (acciaio ipereutectoidici) per ottenere l'equilibrio strutturale;
sottoraffreddamento fino a T_iso non troppo inferiore ad A₁ (650-700°C);
permanenza fino alla completa trasformazione dell'austenite (vedi curve TTT di Bain);
raffreddamento in aria o altro, dato che la velocità di raffreddamento non influenza più la trasformazione.

La T_iso determina la struttura finale dell'acciaio e quindi la sua durezza, scelta in base alla desiderata deformabilità o lavorabilità alle macchine utensili. Si ottiene così ferrite e/o perlite lamellare strutturalmente molto uniformi, grazie alla sosta a temperatura costante.

[modifica] Ricottura di coalescenza o di globulizzazione

Detta anche ricottura pendolare, conferisce alla cementite una conformazione nettamente sferoidale e una distribuzione uniforme. Si opera con un tempo di riscaldamento molto lungo (circa 30 ore) o oscillando la temperatura di 20-30°C attorno ad A₁.
Il risultato tecnologico è un acciaio ben truciolabile e stampabile anche a freddo, costituito da ferrite interrotta da globuli di cementite. Lo svantaggio consiste in una ritardata dissoluzione della cementite nell'austenite nella successiva tempra.
Ad esempio l'acciaio 100Cr6, per la costruzione di cuscinetti a rotolamento, è così trattato.