Tempra acciaio: cos’è e come avviene

L’acciaio è uno dei metalli più essenziali e indispensabili sulla Terra. Da una combinazione di ferro e carbonio è nata una lega robusta, versatile e ampiamente utilizzata. Impiegata sottoforma di lamiere in vari formati per la realizzazione di edifici, infrastrutture, automobili, macchinari, elettrodomestici, ma anche semplici utensili come forchette e cucchiai, le sue applicazioni sembrano non avere limiti.

Ciò è dovuto alle numerose proprietà che caratterizzano l’acciaio. Una di queste proprietà è la durezza, la capacità di un materiale di resistere alla deformazione indotta da indentazione, impatto o abrasione. Tuttavia, la durezza naturale dell’acciaio non è sempre sufficiente per applicazioni ingegneristiche specifiche, come strutture portanti e parti di motori. Questo è il motivo per cui sono stati sviluppati metodi per aumentare significativamente la durezza insieme ad altre proprietà dell’acciaio. È il caso della tempra dell’acciaio.

Cosa prevede la tempra dell’acciaio?

La tempra è un processo metallurgico di lavorazione dei metalli utilizzato per aumentare la durezza di un metallo. Un metallo temprato avrà una maggiore resistenza alla deformazione plastica rispetto a un metallo non temprato.

L’acciaio è essenzialmente una lega di ferro e carbonio; Il riscaldamento del materiale al di sopra della temperatura critica fa sì che il carbonio e gli altri elementi vadano in soluzione solida. La tempra “congela” la microstruttura, inducendo sollecitazioni. Le parti vengono successivamente temprate per trasformare la microstruttura, raggiungere la durezza adeguata ed eliminare le sollecitazioni.

Le leghe vengono riscaldate al di sopra della temperatura di trasformazione critica (normalizzazione) per il materiale, quindi raffreddate abbastanza rapidamente da far sì che il materiale iniziale morbido si trasformi in una struttura molto più dura e più forte. Le leghe possono essere raffreddate ad aria o raffreddate mediante tempra in olio, acqua o altro liquido, a seconda della quantità di elementi di lega nel materiale. Quasi tutti gli acciai per ingegneria contenenti oltre lo 0,3% di carbonio possono essere temprati.

Come avviene la tempra dell’acciaio

La tempra degli acciai è un trattamento termico che consiste in varie operazioni che richiedono un’attenta considerazione di alcune condizioni fondamentali, tra cui:

• tipo di acciaio
• composizione dell’acciaio
• dimensioni delle parti
• temperatura e durata di rinvenimento

Per evitare il pericolo di fessurazioni (proprio dovute all’elevata tensione delle parti temprate) è indispensabile eseguire il rinvenimento subito dopo l’indurimento. Come scegliere la temperatura di rinvenimento? Bisogna sceglierlo in modo tale da ottenere il miglior compromesso tra durezza e tenacità. A temperature più elevate, infatti, anche la forza aumenta progressivamente.

La tempra dell’acciaio viene solitamente eseguita sui prodotti finiti e non sulle materie prime, per una serie di motivi. Innanzitutto, non è economico indurire un intero blocco di acciaio, poiché una grande percentuale verrà rimossa durante il processo di lavorazione. Inoltre, l’acciaio temprato è molto più difficile da lavorare, poiché la durezza del pezzo rende più difficile la penetrazione dell’utensile.

L’utilizzo di questo trattamento comporterà un miglioramento delle proprietà meccaniche, nonché un aumento del livello di durezza, producendo un materiale più resistente e durevole.