CH649313A5 - Procedimento di ricottura per acciai ipoeutettici. - Google Patents

Description

La presente invenzione riguarda un procedimento di ricottura per acciai ipoeutettici, che conferisce migliore duttilità, formabilità e resistenza per migliorare le caratteristiche di formatura e lavorazione dell'acciaio.

La ricottura è un processo ben noto nel trattamento degli acciai ed è usata principalmente per addolcire l'acciaio in modo da poter essere lavorato o formato in una parte avente la configurazione desiderata in modo economico. In generale, la ricottura è eseguita riscaldando l'acciaio in un forno mantenuto alla temperatura di austenitizzazione, dal quale l'acciaio è asportato e raffreddato in modo controllato. L'acciaio è riscaldato ad una temperatura superiore alla temperatura di austenitizzazione (ossia, la temperatura A3) ed in seguito raffreddato in modo che la microstruttura dell'acciaio contenga i così detti prodotti di trasformazione superiore, cioè perlite, ferrite in blocchi; carburi sferoidali e loro combinazioni. I prodotti di trasformazione superiore devono essere distinti dai prodotti di trasformazio-' ne inferiore ugualmente ben noti, cioè bainite, ferrite aciculare e martensite, per il fatto che i prodotti di trasformazione superiore sono più dolci e più duttili dei prodotti di trasformazione inferiore. Di conseguenza, nella ricottura a fine di migliorare la lavorabilità, lo scopo ricercato nel processo di ricottura é di formare prodotti di trasformazione superiore escludendo essenzialmente i prodotti di trasformazione inferiore.

La ricottura è sovente effettuata su acciai laminati a caldo, usando grandi forni di ricottura. Tuttavia la dimensione richiesta dei forni in termini di esigenza di spazio ed investimento di', capitale rappresenta un importante inconveniente al loro uso. Come è ben noto agli esperti del ramo, vi sono diversi altri inconvenienti legati all'uso di tali forni di ricottura. In primo luogo, l'efficienza di riscaldamento del forno è generalmente assai bassa, col risultato che i costi in continuo aumento del combustibile rendono desiderabile provvedere un mezzo più efficace di riscaldamento dell'acciaio. Inoltre, il riscaldamento del forno avviene per radiazione, conduzione e convezione come meccanismo di trasmissione di calore, richiedendo di conseguenza, lunghi cicli per assicurare che ima carica di acciaio nel forno subisca un trattamento uniforme in un dato ciclo di riscaldamento. Tali lunghi cicli sono di per sè inconvenienti, per il fatto che le alte temperature usate richiedono l'uso di un'atmosfera antiossidante nota (ossia, un'atmosfera protettiva a vuoto), ciò che richiede la produzione di energia addizionale.

Di conseguenza è desiderabile evitare l'uso di tali grandi forni di ricottura purché le proprietà fisiche dell'acciaio ricotto rientrino entro limiti accettabili. È stato proposto, come descritto nei brevetti statunitensi N. 3 908 431, 4 040 872 e 4 088 511 di trattare gli acciai usando vari cicli termici utilizzando tecniche di riscaldamento a resistenza elettrica. Tali tecniche hanno il vantaggio di realizzare un riscaldamento molto rapido dei pezzi di acciaio con elevati rendimenti, incluso il riscaldamento uniforme sull'intera sezione trasversale del pezzo di acciaio trattato.

Il riscaldamento con resistenza elettrica è stato usato in processi di ricottura, come descritto nel brevetto statunitense N. 3 855 013. In tale processo, un acciaio lavorato a freddo è riscaldato rapidamente mediante riscaldamento a resistenza elettrica ad una temperatura superiore alla temperatura Ai, alla quale la ferrite presente nell'acciaio è convertita in austenite. I carburi presenti non si disciolgono nell'austenite così formata, ma rimangono come fase separata. L'acciaio viene quindi temprato a temperatura ambiente per convertire l'austenite di nuovo in ferrite, col risultato in pratica di eliminare la lavorazione a freddo nell'acciaio lasciando i carburi immutati.

È stato ora trovato che la ricottura degli acciai ipoeutettici può essere notevolmente modificata per produrre acciai aventi una migliore duttilità e tenacia quando il riscaldamento ad una temperatura superiore alla temperatura di austenitizzazione viene effettuato rapidamente ad una velocità tale che la maggior parte dei carburi si discioglie nell'austenite così formata, lasciando tuttavia piccole particelle di carburo in forma non disciolta. Le piccole particelle di carburo che rimangono sono in quantità sufficiente per servire da nuclei per lo sviluppo dei prodotti di trasformazione superiore durante il raffreddamento, per cui risulta nell'assieme una accelerazione del processo di ricottura.

Secondo l'invenzione il metodo di ricottura di acciai ipoeutettici viene attuato conforme alle caratteristiche della rivendicazione 1. Attuazioni preferite dell'invenzione si danno nelle rivendicazioni dipendenti.

La presente invenzione provvede un processo perfezionato per la ricottura di acciai in cui un acciaio è riscaldato rapidamente ad una temperatura superiore alla temperatura A3 in

5

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15

20

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45

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3

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modo che piccole particelle di carburo rimangono in stato non disciolto per servire da nuclei per lo sviluppo di prodotti di trasformazione superiore per produrre un acciaio ricotto avente alti livelli di duttilità e tenacia.

Uno scopo della presente invenzione è di provvedere acciai di migliore qualità che sono stati ricotti per produrre caratteristiche di alta duttilità, lavorabilità e tenacia.

Negli ultimi disegni:

la fig. 1 è un grafico della temperatura di riscaldamento in relazione al tempo di riscaldamento, che rappresenta il riscaldamento ed il raffreddamento di due provini di acciaio per dimostrare la dipendenza della temperatura di ricottura accelerata secondo la presente invenzione;

la fig. 2 è un grafico della temperatura in relazione al tempo, che rappresenta il riscaldamento e raffreddamento di diverse barre di acciaio secondo la presente invenzione;

la fig. 3A è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 4142 prima del trattamento secondo la presente invenzione (Calda A);

la fig. 3B è una microfotografia che mostra la microstruttura dell'acciaio 4142 dopo il riscaldamento a 768° C seguito da raffreddamento (Calda A);

la fig. 3C è una microfotografia che mostra la microstruttura dell'acciaio 4142 dopo riscaldamento a circa 768°C e raffreddamento in aria (Calda A);

la fig. 4 è un grafico delle proprietà meccaniche (durezza e carico di rottura) in relazione alla temperatura di austenitizzazione dell'acciaio 8640 (Calda B);

la fig. 5 è una illustrazione schematica dell'apparato usato per la ricottura secondo i concetti della presente invenzione;

la fig. 6A é una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 4140 prima del trattamento secondo la presente invenzione (Calda C);

la fig. 6B è una microfotografia che mostra la microstruttura dell'acciaio 4140 dopo ricottura in forno (Calda C);

la fig. 6C è una microfotografia che mostra la microstruttura dell'acciaio 4140 ricotto secondo il processo della presente invenzione (Calda C);

la fig. 7 è un grafico Charpy dell'energia d'urto in relazione alla temperatura per l'acciaio 4140 ricotto in forno e ricotto mediante il processo della presente invenzione (Calda C);

la fig. 8 illustra i risultati di prove di lavorabilità (sotto forma di tracciato dell'ingrossamento delle parti in relazione al numero di parti prodotte nel tempo) per acciai 4140 ricotti in forno e ricotti mediante il processo della presente invenzione (Calda C);

la fig. 9A è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 4140 prima del trattamento secondo la presente invenzione (Calda D);

la fig. 9B è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 4140 dopo ricottura in forno (Calda D);

la fig. 9C è una microfotografìa di acciaio 4140 ricotto mediante il processo della presente invenzione (Calda D);

la fig. 10 è un tracciato dell'energia d'impatto Charpy in relazione alla temperatura per acciaio 4140 ricotto in forno e ricotto mediante il processo della presente invenzione (Calda D);

la fig. 11 è un grafico (sotto forma di tempo in relazione alla velocità determinato mediante una prova di durata Taylor modificata) di acciaio 4140 ricotto in forno e ricotto mediante il processo della presente invenzione (Calda D);

la fig. 12A è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 8640 prima del trattamento secondo la presente invenzione (Calda B);

la fig. 12B è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 8640 ricotto in forno (Calda B);

la fig. 12C è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 8640 ricotto secondo il processo della presente invenzione (Calda B);

la fig. 13 è un grafico Charpy dell'energia d'urto in relazione alla temperatura per acciaio 8640 ricotto in forno e ricotto mediante il processo della presente invenzione (Calda B);

la fig. 14A è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 6150 prima del trattamento secondo il processo della presente invenzione (Calda G);

la fig. 14B è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 6150 ricotto in forno (Calda G);

la fig. 14C è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 6150 ricotto mediante il processo della presente invenzione (Calda G);

la fig. 15 è un grafico Charpy dell'energia d'urto in relazione alla temperatura di prova per l'acciaio 6150 ricotto in un forno e acciaio 6150 ricotto secondo il processo della presente invenzione (Calda G);

la fig. 16A è una microfotografia che mostra la microstruttura di un acciaio 1144 prima del trattamento secondo il processo della presente invenzione (Calda H);

la fig. 16B è una microfotografia che mostra la microstruttura dell'acciaio 1144 mostrato in fig. 16A dopo ricottura in un forno (Calda H);

la fig. 16C è una microfotografia che mostra la microstruttura dell'acciaio 1144 dopo ricottura secondo il processo della presente invenzione (Calda H);

la fig. 17A è una microfotografia che mostra la microstruttura di acciaio 86L20 prima del trattamento (Calda I);

la fig. 17B è una microfotografia che mostra la microstruttura dell'acciaio 86L20 della fig. 17A dopo ricottura in forno (Calda I);

la fig. 17C è una microfotografia che mostra la microstruttura dell'acciaio 86L20 della fig. 17A dopo ricottura secondo il processo della presente invenzione (Calda I).

Il principio della presente invenzione si basa sulla scoperta che alti livelli di duttilità e tenacia possono essere ottenuti con acciai ipoeutettoidi mediante ricottura in cui l'acciaio è riscaldato rapidamente ad una temperatura al disopra della temperatura di trasformazione superiore per formare austenite e conservare carburi di ferro, con la velocità di riscaldamento sufficientemente rapida in modo che la maggior parte dei carburi si di- •• sciolgono nell'austenite lasciando piccole particelle, di solito di forma sferoidale, di carburo in uno strato non disciolto. Dopo tale riscaldamento, l'acciaio è raffreddato ad una velocità tale che le piccole particelle di carburo conservate che non si sono disciolte nell'austenite servono da nuclei per Io sviluppo dei prodotti di trasformazione superiore, includendo in particolare perlite e ferrite a blocchi come pure sferoidi fini di carburo di ferro. È stato trovato che i carburi così formati nel corso del raffreddamento sono caratterizzati da dimensioni di particelle molto più piccole di quelle formate durante la ricottura in forno, col risultato che la microstruttura affinata dell'acciaio ricotto conferisce una migliore duttilità, formabilità e tenacia rispetto all'acciaio sottoposto a ricottura in forno.

I principi della presente invenzione sono applicabili al trattamento di acciai ipoeutettoidi aventi un tenore di carbonio compreso sino allo 0,7% in peso, e di preferenza contenente tra 0,1 e 0,7% in peso di carbonio. Tali acciai possono contenere relativamente piccole quantità dei soliti elementi di legatura come cromo, molibdeno, nichel e manganese. A seguito di una convenzione largamente usata, un acciaio contenente meno del 5% in peso di tali elementi leganti viene definito nella tecnica «acciaio legato di bassa qualità». Acciai ipoeutettoidi rappresentativi che possono essere usati secondo la presente invenzione sono elencati nella Tabella che segue:

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

649 313

4

TABELLA 1

Calda

Qualità

Diametro barre-poli, (mm)

C

Mn

P

S

Si

Ni

Cr

Mo

Al

Altri

A

4142

27,00

0,41

0,93

0,01

0,04

0,27

0,17

0,98

0,15

0,03

B

8640

26,97

0,41

1,03

0,01

0,04

0,28

0,46

0,59

0,18

0,04

C

4140

26,97

0,41

0,92

0,01

0,02

0,26

0,18

0,98

0,20

0,04

D

4140

28,57

0,42

0,96

0,01

0,02

0,29

0,20

1,09

0,18

0,03

E

4140

26,97

0,43

0,82

0,01

0,01

0,27

0,01

0,98

0,20

0,04

F

4142

25,40

0,44

0,78

0,01

0,01

0,32

0,04

0,94

0,17

0,05

G

6150

26,97

0,50

0,80

0,01

0,02

0,28

0,17

0,93

0,06

0,01

V-O

H

1144

26,97

0,44

1,37

0,01

0,25

0,15

0,09

0,02

I

86L20

34,92

0,20

0,86

0,01

0,03

0,25

0,43

0,53

0,15

0,03

Pb-

Nell'attuazione della presente invenzione, l'acciaio è sotto forma di pezzo che può essere riscaldato separatamente in modo che il processo di riscaldamento possa essere controllato con precisione. A tale scopo, sovente è preferibile utilizzare pezzi aventi una forma che presenta una sezione trasversale ripetitiva come barre, aste, tubi e simili.

I singoli pezzi sono riscaldati rapidamente mediante riscaldamento a resistenza elettrica diretta o mediante riscaldamento a induzione elettrica, di preferenza con la temperatura del pezzo controllata a mezzo di un dispositivo sensore adeguato. La rapidità del processo di riscaldamento, pur permettendo il trattamento economico di grandi quantità di pezzi, provoca la trasformazione austenitica molto rapida. Il metodo preferito di riscaldamento rapido secondo la presente invenzione é mediante riscaldamento a resistenza elettrica diretta. Questa tecnica, descritta dettagliatamente da Jones et al nel brevetto statunitense N. 3 908 431 (qui citato a titolo di riferimento) include il passaggio di una corrente elettrica attraverso il pezzo di acciaio in trattamento; la resistenza elettrica del pezzo al passaggio della corrente elettrica provoca il rapido riscaldamento del pezzo uniformemente attraverso la sua intera sezione trasversale.

Nel riscaldamento secondo la tecnica di Jones et al, il pezzo è collegato ad una sorgente di corrente elettrica, con la connessione effettuata alle due estremità del pezzo in modo che la corrente passa completamente attraverso il pezzo. Dato il flusso uniforme della corrente attraverso il pezzo, la temperatura del pezzo, di solito sotto forma di barra o asta, aumenta in modo uniforme, tanto assialmente che radialmente. Di conseguenza, l'interno come pure l'esterno del pezzo sono riscaldati simultaneamente, senza introdurre sollecitazioni termiche. Per contro, in un forno convenzionale, l'esterno del carico introdotto nel fondo è riscaldato molto più rapidamente dell'interno, col risultato che l'acciaio in prossimità dell'esterno del carico è interamente trasformato in austenite mentre l'interno del carico può non essere sottopostosi, nello stesso tempo, alla trasformazione in austenite. Tali tecniche in cui il riscaldamento è effettuato in forno presentano di conseguenza notevoli inconvenienti dato che è difficile, se non impossibile, controllare la velocità di riscaldamento in modo che sia realizzata la trasformazione austenitica con discioglimento di solo una parte dei carburi. In altre parole, vi è tendenza, col riscaldamento in forno, di disciogliere tutti i carburi e di conseguenza non sono disponibili particelle fini di carburi conservati per servire da nuclei per la formazione dei prodotti di trasformazione superiore al raffreddamento.

II pezzo di acciaio è riscaldato ad una temperatura al disopra di A3 o temperatura di trasformazione superiore molto rapidamente, di solito nell'intervallo di tempo compreso tra un secondo e dieci minuti. Il controllo della fase di riscaldamento può essere effettuato entro limiti relativamente stretti utilizzando il carattere endotermico ben noto della trasformazione in 25 austenite. Come è ben stabilito, la temperatura del pezzo all'atto della trasformazione austenitica rimane costante, o anche diminuisce leggermente per un periodo compreso da alcuni secondi a diversi minuti, dipendendo in una certa misura dalla velocità di riscaldamento. Una curva di riscaldamento tipica per la 30 fase di austenitizzazione usata nell'attuazione della presente invenzione è mostrata in fig. 1 degli uniti disegni, che è un grafico temperatura/tempo di una calda A di acciaio 4142. (La composizione chimica per tale particolare calda è mostrata nella Tabella 1 che precede.) Come si può vedere da tale figura, due 35 pezzi di acciaio vennero riscaldati rapidamente, in meno di cinque minuti alla temperatura di austenitizzazione di 768 °C per il campione (1) e di 843°C per il campione (2). La curva di riscaldamento indica che il discioglimento dei carburi si produce quando la velocità di aumento della temperatura rimane costan-40 te, ossia al così detto punto di arresto del riscaldamento. Si deve avere cura quando è raggiunto tale punto assicurare che tutti i carburi non si disciolgono nell'austenite così formata. Un principio importante della presente invenzione è che quantità sufficienti di carburo siano conservate allo stato non disciolto 45 per servire da nuclei per la precipitazione dei prodotti di trasformazione superiore al raffreddamento del pezzo.

Di conseguenza, il riscaldamento alla temperatura di austenitizzazione è continuato per un breve periodo di tempo al disopra del punto di arresto del riscaldamento. Durante questo tem-50 po, è completata l'austenitizzazione della maggior parte della struttura e la struttura esistente nel punto di temperatura massima è costituita essenzialmente da austenite e particelle di carburo non disciolte. Dopo l'austenitizzazione, i pezzi sono lasciati raffreddare all'aria alla loro propria velocità.

55 Come mostrato in fig. 1, gli acciai presentano un arresto di raffreddamento [660°C per il campione (1) e 471°C per il campione (2)] al quale punto inizia la precipitazione dei prodotti di trasformazione. Il punto di arresto del raffreddamento è di conseguenza determinato dalla temperatura di austenitizzazione 60 utilizzata. Nel caso del campione (1), la temperatura di austenitizzazione era tale che il campione venne raffreddato per formare prodotti di trasformazione superiore, mentre il campione (2) austenitizzato ad una temperatura più alta, venne raffreddato per formare prodotti di trasformazione inferiore.

65 Tutti i dati relativi a questo fenomeno sono mostrati nella Tabella che segue:

5

649 313

TABELLA 2 Proprietà meccaniche acciaio 4142 Provini austenitizzati e raffreddati in aria

Provino Du- Tra- Snerva- Alìun- Stri-

rezza zione mento gamento zione

(Bhn) (MPa) (MPa) (%) (%)

Acciaio come ricevuto

Austenitizzato a 1412°F (766°C) (Tempo: 3 min.-58 sec.)

Austenitizzato a 1430°F (776°C) (Tempo: 3 min.-58 sec.)

Austenitizzato a 1480°F (804° C) (Tempo: 4 min.-26 sec.)

Austenitizzato a 1550°F (843°C) (Tempo: 5 min.-2 sec.)

311 107,57 543,5 14,1 37,2

212 776,2 449,3 24,0 59,7

235 893,6 494,9 18,5 41,6

266 950,6 522,4 17,9 40,2

282 1035,7 674,2 16,1 42,2

I dati dimostrano che la durezza dell'acciaio aumenta (con una diminuzione di duttilità) come aumenta la temperatura di austenitizzazione.

I suddetti dati dimostrano che la ricottura accelerata secondo la presente invenzione è vincolata alla temperatura di austenitizzazione. Se la temperatura è troppo alta, tutti i carburi si disciolgono e di conseguenza non sono disponibili nuclei per accelerare la velocità di precipitazione dei prodotti di trasformazione superiore.

È stato anche trovato che il tempo influenza pure il processo di ricottura della presente invenzione, con tempi di riscaldamento più lunghi aventi per risultato il discioglimento di tutte le particelle di carburo presenti. Questo effetto è mostrato in fig. 2, che è un altro grafico temperatura/tempo per una serie di campioni mantenuti per differenti periodi di tempo prima del raffreddamento in aria. (Le porzioni di riscaldamento e di raffreddamento di questa curva sono state interrotte a 593 °C in modo che sono mostrate solo le temperature in cui si formano prodotti di trasformazione superiore. I valori di durezza di ogni campione sono pure mostrati nel grafico.)

Come mostrato in fig. 2, come aumenta il tempo in cui i vari campioni sono mantenuti alla temperatura di austenitizzazione, il tempo di arresto del raffreddamento diminuisce; come risultato di che, vi è tendenza di formazione di prodotti di trasformazione inferiore invece di prodotti di trasformazione superiore secondo l'attuazione della presente invenzione. Di conseguenza, i valori di durezza aumentano con l'aumento del tempo di austenitizzazione. In effetti, dopo 12 minuti alla temperatura di austenitizzazione non vi è arresto del raffreddamento nella gamma di temperature mostrata in fig. 2 e sono provini raffreddati in aria più duri.

Le suddette prove con provini di acciaio 4142 dimostrano che il fenomeno di ricottura accelerata della presente invenzione è vincolato tanto alla temperatura di austenitizzazione che al tempo di austenitizzazione. Per dimostrare come si produce il fenomeno di ricottura accelerata, vennero esaminate le microstrutture dell'acciaio prima dell'austenitizzazione, alla temperatura di austenitizzazione e dopo il raffreddamento in aria. La struttura come ricevuta e la struttura raffred-data in aria possono essere esaminate usando tecniche metallografiche solite. Per osservare condizioni dell'austenite alla temperatura di austenitizzazione, venne usata una tecnica di tempra metallurgica classica. Un provino dalla calda A venne riscaldato rapidamente a 768°C e temprato in acqua con agitazione. Le parti della struttura che erano austenite prima della tempra vennero convertite in martensite. Di conseguenza, la struttura au-stenitizzata potè essere osservata a temperatura ambiente con tecniche metallografiche solite usando un attacco chimico che non rivela la martensite.

15 Le figg. 3A, 3B e 3C mostrano la struttura come ricevuta, la struttura austenitizzata-temprata e la struttura austenitizzata-raffreddata in aria di campioni della calda A. Venne usato per queste microfotografie un microscopio elettronico a scansione (SEM) data la natura fine di queste strutture.

20 Questa tecnica rivela chiaramente la struttura dell'acciaio prima dell'austenitizzazione, alla temperatura di austenitizzazione e dopo raffreddamento in aria.

Si può vedere chiaramente da queste microfotografie che la struttura come ricevuta (prima del trattamento) venne austeni-25 tizzata durante il ciclo di riscaldamento rapido, ma alcune particelle di carburo sono rimaste indisciolte nell'austenite. Dato che nella struttura austenitizzata esistevano già nuclei non era necessario un periodo di tempo alla temperatura di ricottura per la nucleazione dei prodotti di trasformazione superiore. Le 30 particelle di carburo conservate iniziano semplicemente a crescere alla caduta della temperatura al disotto della temperatura Ai ed eventualmente iniziava a svilupparsi perlite dai nuclei di carburò. Di conseguenza, il tempo necessario per la ricottura dell'acciaio venne abbreviato notevolmente. Diverse altre qua-35 lità di acciaio vennero esaminate in modo simile e, in ogni caso, è stato trovato che la struttura austenitizzata era costituita da austenite con carburi sferoidali fini. Si pensa che questa conservazione di carburo nella struttura austenitizzata dovuto al riscaldamento rapido sia la base del fenomeno di ricottura acce-40 lerata della presente invenzione.

La conservazione di carburo nella struttura austenitizzata di acciaio è stata citata nella letteratura. Tuttavia, col riscaldamento più lento, la quantità di carburo conservata nella struttura austenitizzata è piccola. Di conseguenza, un acciaio riscalda-45 to lentamente alla temperatura di austenitizzazione è meno probabile che manifesti il fenomeno di ricottura accelerata. Prove di confronto con trattamenti di austenitizzazione in forno e trattamento di austenitizzazione rapida hanno rivelato che il fenomeno di ricottura accelerata non si produce con i trattamenti so in forno.

In una di queste prove, barre di acciaio 8640 della Calda B vennero austenitizzate a varie temperature in un forno e lasciate raffreddare in aria. In seguito un altro gruppo di barre dalla stessa calda venne austenitizzato mediante riscaldamento a resi-55 stenza elettrica e lasciato raffreddare in aria. Le proprietà meccaniche risultanti da questo trattamento sono mostrate in fig. 4. Tutti i provini trattati in forno raffreddati avevano una durezza relativamente alta. Tuttavia, i provini riscaldati rapidamente mostravano una transizione percettibile tra provini raffreddati 60 in aria duri e molli. La Tabella 3 mostra le proprietà meccaniche di un gruppo di provini da questa prova. Il provino austenitizzato in forno aveva proprietà meccaniche molto simili a quelle dell'acciaio come ricevuto mentre il provino austenitizzato rapidamente era notevolmente più molle. È evidente da tali dati 65 che l'acciaio 8640 risponde alla austenitizzazione rapida allo stesso modo dell'acciaio 4142. Tuttavia, il fenomeno di ricottura accelerata è più marcato nell'acciaio 8610 per il fatto che questo acciaio ha una minore temprabilità dell'acciaio 4142.

649 313

6

TABELLA 3 Proprietà meccaniche acciaio 8640 Provini austenitizzati e raffreddati in aria

Provino

Durezza

Trazione

Snervamento

Allungamento

Strizione

(Bhn)

(MPa)

(MPa)

(%)

(%)

Acciaio 8640 come ricevuto

256

933,0

663,0

15,1

39,1

Austenitizzato in forno a 1500°F (815°C) - raffreddato in aria (Tempo: 1 ora)

254

928,8

676,3

15,5

47,0

Austenitizzato rapidamente a1500°F (815°C) - raffreddato in aria (Tempo: 4 min)

205

781,1

499,9

20,0

50,8

Le prove dimostrano che il fenomeno di ricottura accelerata è sensibile alla temperatura di austenitizzazione perché i provini che furono austenitizzati rapidamente al disopra di 843°C non erano autoricotti. Queste prove dimostrano anche che il fenomeno di ricottura accelerata è vincolato pure al tempo di austenitizzazione per il fatto che nessuno dei provini austenitizzati in forno furono ricotti durante il raffreddamento in aria indipen-demente dalla temperatura di austenitizzazione. I trattamenti in forno sono semplicemente troppo lenti per permettere che si verifichi il fenomeno di ricottura accelerata. Il tempo relativamente lungo alla temperatura di austenitizzazione permette al carburo conservato di disciogliersi o di ridursi di dimensione al punto che non sussiste sufficiente carburo per fungere da nuclei per lo sviluppo di carburi durante il raffreddamento.

Secondo una variante di attuazione della presente invenzione, è a volte desiderabile assicurare velocità di raffreddamento uniformi in grandi lotti di pezzi che vengono trattati. Se, per esempio, barre di acciaio vengono semplicemente riscaldate ed impilate in una rastrelliera per il raffreddamento, la prima barra può raffreddarsi molto più rapidamente dell'ultima e pertanto potrebbe manifestarsi una mancanza di uniformità in un lotto di acciaio trattato in una volta. Di conseguenza, per evitare la mancanza di uniformità dei lotti, si può usare un mezzo di raffreddamento isolato come illustrato in fig. 5 degli uniti disegni. Quando viene usato questo tipo di attrezzatura, è possibile fare passare le barre attraverso di esso con un tempo di sosta o permanenza di, per esempio, 10 minuti. Non è necessario usare alcuna sorgente esterna di calore nell'apparecchiatura di tale tipo e di conseguenza non vi è consumo di energia. Prove inerenti all'uniformità delle proprietà meccaniche hanno dimostrato l'efficacia del mezzo di raffreddamento isolato.

Avendo descritto i principi fondamentali della presente invenzione, si farà ora riferimento agli esempi che seguono, dati a solo titolo illustrativo e non limitativo, dell'attuazione della presente invenzione nella ricottura di barre di acciaio di una lunghezza di 2,13 metri. In ogni esempio, l'acciaio venne esaminato in tre condizioni, ossia come ricevuto o prima di qualsiasi trattamento, dopo ricottura in forno e dopo ricottura mediante il processo della presente invenzione, con paragoni fatti tra l'acciaio ricotto in forno e l'acciaio ricotto a mezzo della presente invenzione.

Esempio 1

Questo esempio illustra la ricottura di un acciaio 4140 dalla calda C come mostrato nella Tabella 1.

Venti barre di acciaio 4140 dalla Calda C vennero ricotte in 5 forno usando un forno a suola a rulli. La temperatura di austenitizzazione del forno era di 843°C ed il ciclo di ricottura aveva richiesto un totale di 16 ore.

Venti barre dalla stessa calda vennero ricotte mediante il processo della presente invenzione. La temperatura di austeni-io tizzazione era di 787°C ed ogni barra venne austenitizzata in 33 secondi. Il tempo totale di ricottura per tutte le venti barre è stato inferiore ad un'ora.

Entrambi i lotti di acciaio vennero puliti, trafilati a freddo e raddrizzati dopo ricottura. In seguito i due lotti vennero sotto-i5 posti a prove prolungate e l'acciaio che era rimasto dopo le prove venne usato per una prova di lavorabilità. La Tabella 4 mostra le proprietà meccaniche dell'acciaio usato in queste prove. Le proprietà meccaniche dell'acciaio come ricevuto e dell'acciaio ricotto sono mostrate a scopo di paragone. 2o L'acciaio ricotto mediante il processo della presente invenzione ha una migliore combinazione di proprietà dell'acciaio ricotto in forno. La durezza dell'acciaio ricotto mediante il processo della presente invenzione è leggermente superiore, ma la differenza significante tra i due prodotti è la migliore duttilità 25 dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione. L'allungamento era del 13,3"% per l'acciaio ricotto in forno dopo ultimato il trattamento e l'allungamento dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione era del 17,0%. Questo è un miglioramento del 28%. La strizione dell'acciaio ricotto in for-30 no era del 39,0% e la strizione dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione era del 59,3%. Questo è un miglioramento del 52%. L'allungamento e la strizione di un acciaio e questi miglioramenti rispetto aE' acciaio ricotto in forno indicano un miglioramento importante nella duttilità e formabilità.

35

TABELLA 4 Proprietà meccaniche acciaio 4140 - Calda C

40 Provino

Du- Tra- Snerva- Allun- Strì-rezza zione mento gamento zione

(Bhn) (MPa) (MPa) (%) (%)

Acciaio 4140 45 come ricevuto

Ricotto in forno

Ricotto secondo l'invenzione

50

Ricotto in forno e laminato a freddo

Ricotto secondo l'invenzione e 55 laminato a freddo

315 1061,7 847,2 13,0 39,4

197 701,0 327,6 21,5 40,8

217 759,3 412,7 23,5 60,9

226 784,0 570,1 13,3 39,0

238 839,5 660,2 17,0 59,3

La ragione della migliore duttilità del prodotto ricotto mediante il processo dell'invenzione può essere osservata chia-60 ramente nella microstruttura di questi provini di acciaio. Le figg. 6A, 6B e 6C mostrano le microstrutture di campioni da questa calda di acciaio 4140 in tre condizioni: come ricevuto, ricotto in forno e ricotto mediante il processo dell'invenzione. La struttura come ricevuta era costituita da prodotti 65 di trasformazione inferiore: bainite superiore e ferrite aciculare. La struttura ricotta in forno era costituita da perlite e ferrite. L'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una struttura costituita essenzialmente da ferrite,

7

649 313

perlite e sferoidi di carburo fini. Le zone di ferrite non sono distinte e la ferrite contiene carburi sferoidali. Inoltre, la dimensione dei grani è più piccola per l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione. È la natura fine di questa struttura che conferisce all'acciaio la sua migliore duttilità e forma-bilità rispetto alla struttura più grossa dell'acciaio ricotto in forno.

La microstruttura fine conferisce al prodotto ricotto una migliore tenacia. La fig. 7 mostra le curve d'urto Charpy per barre prese dai due lotti di acciaio ricotto. L'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione ha una più bassa temperatura di transizione ed una energia d'urto superiore che è circa tre volte quella dell'acciaio ricotto in forno. La migliore tenacia è importante nelle applicazioni in cui la parte viene lavorata o formata ed in seguito solo temprata superficialmente. In tali applicazioni, la migliore tenacia dell'anima conferisce la maggiore resistenza della parte alla frattura.

Per dimostrare che la migliore tenacia e duttilità dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione non influenzano avversamente la sua lavorabilità rispetto a quella dell'acciaio ricotto in forno, venne eseguita una prova di lavorabilità di vasta portata. Venne scelta la prova di filettatura per il fatto che questa prova la lavorabilità dell'acciaio con diversi tipi differenti di utensili. La fig. 8 mostra i risultati della prova di lavorabilità dei due lotti ricotti di acciaio 4140 della Calda C. In questo tipo di prova, l'ingrossamento della parte viene misurata e tracciata in relazione al tempo o al numero di parti prodotte. Gli acciai con buona lavorabilità hanno curve di ingrossamento delle parti relativamente piatte e vicine all'asse del tempo. Gli acciai di scarsa lavorabilità hanno curve con forti pendenze. Le curve di ingrossamento delle parti mostrate in fig. 8 indicano che i due acciai ricotti avevano una lavorabilità circa uguale. L'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione era leggermente migliore dell'acciaio ricotto in forno, ma la differenza non è considerata significante.

Esempio 2

Questo esempio illustra la ricottura di un acciaio 4140 dalla calda D.

Venti barre dalla calda D vennero ricotte in forno usando un ciclo di 16 ore con una temperatura di austenitizzazione di 843°C. In seguito venti barre addizionali dalla stessa calda vennero ricotte mediante il processo dell'invenzione. Per questo trattamento ogni barra venne austenitizzata a 815°C in circa 36 secondi e l'intero lotto venne ricotto in meno di un'ora.

Entrambi i lotti vennero in seguito disincrestati,trafilati a freddo e raddrizzati. Vennero eseguite prove prolungate su ogni lotto e l'acciaio rimanente da queste prove venne usato per una prova di lavorabilità. Le proprietà meccaniche dell'acciaio come ricevuto, dell'acciaio ricotto in forno e dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione sono mostrate nella Tabella 5. Nuovamente, l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una migliore duttilità ed era leggermente più duro dell'acciaio ricotto in forno. Le figg. 9A, 9B e 9C mostrano la microstruttura di questa calda di acciaio in tre condizioni: come ricevuta dell'invenzione, rispettivamente. Esattamente come prima, l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una microstruttura più fine di quella dell'acciaio ricotto in forno.

TABELLA 5 Proprietà meccaniche acciaio 4140 - Calda D

5 Provino Du- Tra- Snerva- Allun- Stri-

rezza zione mento gamento zione

(Bhn) (MPa) (MPa) (%) (%)

Acciaio 4140 ' 311 1064,5 770,5 13,3 41,9 io come ricevuto

Ricotto in forno 231 837,4 719,3 12,1 42,8 e laminato a freddo

Ricotto secondo

>5 l'invenzione e 241 895,7 744,6 13,8 53,1 laminato a freddo

La fig. 10 mostra curve d'urto Charpy per l'acciaio ricotto 20 in forno e per l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione. È nuovamente evidente la superiorità dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione. La temperatura di transizione è più bassa e l'energia d'urto superiore è più elevata per l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione. 25 La prova di lavorabilità dei due lotti di acciaio ricotti venne eseguita usando una prova di durata Taylor modificata. In questo tipo di prova di lavorabilità, la barra viene tornita a varie velocità e avanzata sino al guasto dell'utensile di lavorazione. Quindi vengono tracciati su una carta millimetrata i punti dei 30 dati rappresentanti il tempo o durata prima del guasto alle varie velocità. Il risultato è una retta che rappresenta la relazione tra la velocità di lavorazione ed il tempo prima del guasto dell'utensile. La fig. 11 mostra i risultati di questo tipo di prova di lavorabilità eseguita sui due lotti ricotti prodotti dalla 35 Calda D. Le due rette si intersecano, indicando che vi è una certa differenza tra questi due acciai ricotti lavorati. Tuttavia, a velocità di lavorazione più basse, alle quali gli acciai legati sono di solito lavorati, l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione è leggermente migliore. Nuovamente, anche se l'accia-40 io ricotto mediante il processo dell'invenzione era più duro, più tenace e più duttile, si lavora meglio dell'acciaio ricotto in forno. Queste differenze nella duttilità, tenacia a lavorabilità sono nell'assieme un miglioramento significante nelle proprietà meccaniche di questo acciaio.

45

Esempio 3

Dieci barre di acciaio 4140 dalla calda E vennero ricotte in forno usando un ciclo di 16 ore con una temperatura di austenitizzazione di 843°C. In seguito dieci barre dalla stessa calda so vennero ricotte mediante il processo dell'invenzione usando la temperatura di austenitizzazione di circa 788°C. Le barre vennero austenitizzate ognuna in 35 secondi e l'intero ciclo di ricottura durò 45 minuti. La Tabella 6 mostra i risultati di questo trattamento. I provini prodotti in questa prova vennero lamina-55 ti a freddo dopo ricottura. Questa calda si è comportata alla ricottura mediante il processo dell'invenzione circa esattamente alle altre calde. La duttilità superiore dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione è evidente dai dati della Tabella 6.

649 313

TABELLA 6

Proprietà meccaniche 4140 - Calda E

Provino

Du

Tra

Snerva

Allun

Stri

rezza zione mento gamento zione

(Bhn)

(MPa)

(MPa)

W

m

Acciaio 4140

269

995,6

697,5

15,7

50,2

come ricevuto

Ricotto in forno

186

729,1

346,6

19,7

42,6

Ricotto secondo

l'invenzione

194

734,7

682,7

24,6

60,5

Esempio 4

15 barre di acciaio 4142 dalla Calda F vennero ricotte usando un forno. La temperatura di austenitizzazione per il trattamento in forno era di 843 °C ed il ciclo richiedette 16 ore. In seguito altre 15 barre dalla stessa calda vennero ricotte mediante il processo dell'invenzione. Venne usata una temperatura di austenitizzazione di 788°C ed ogni barra venne austenitizzata in 60 secondi. L'intero ciclo richiese meno di un'ora. La Tabella 7 mostra le proprietà meccaniche dell'acciaio in tre condizioni: come ricevuto, ricotto in forno e ricotto mediante il processo dell'invenzione. Nuovamente, l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una duttilità superiore rispetto a quella dell'acciaio ricotto in forno.

TABELLA 7

Proprietà meccaniche acciaio 4142 - Calda F

Provino

Durezza

(Bhn)

Trazione

(MPa)

Snervamento

(MPa)

Allungamento (%)

Strizione (%)

Acciaio 4142 come ricevuto

268

991,4

696,8

15,5

46,5

Ricotto in forno

194

715,6

353,7

20,8

46,6

Ricotto secondo l'invenzione

196

719,3

465,5

25,0

68,3

Esempio 5

Dieci barre di acciaio 8640 dalla Calda B vennero ricotte usando il forno a suola rotante. La temperatura di austenitizzazione in forno era di 843 °C ed il ciclo di riscaldamento in forno richiese un totale di 16 ore. In seguito dieci barre dalla stessa calda vennero ricotte usando il processo dell'invenzione. La temperatura di austenitizzazione era di 1450°C (circa 788°C) ed ogni barra venne austenitizzata in 35 secondi. Il ciclo di ricottura totale col proceso della presente invenzione era di circa 30 minuti. La Tabella 8 móstra le proprietà meccaniche dell'acciaio in tre condizioni: come ricevuto, ricotto in forno e ricotto mediante il processo dell'invenzione. Nuovamente, l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una duttilità notevolmente migliore di quella dell'acciaio ricotto in forno.

TABELLA 8 Proprietà meccaniche acciaio 8640 - Calda B

Provino

Du

Tra

Snerva

Allun

Stri s

rezza zione-

mento gamento zione

(Bhn)

(MPa)

(MPa)

(%)

m

Acciaio 8640

258

928,8

722,8

16,7

46,9

come ricevuto

io Ricotto in forno

176

695,4

346,6

22,8

47,0

Ricotto secondo

l'invenzione

180

695,3

424,6

28,1

64,6

15 Le microstrutture dell'acciaio come ricevuto, dell'acciaio ricotto in forno e dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione sono mostrate nelle figg. 12A, 12B e 12C. L'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una struttura più sferoidale dell'acciaio ricotto in forno ed era alquanto più 20 fine. Questa differenza nella microstruttura è simile a quella rilevata nelle prove dell'acciaio 4140. L'acciaio 8640 venne pure sottoposto a prove di tenacia usando una prova d'urto Carpy. I risultati della prova d'urto dei due lotti di acciaio ricotti sono mòstrati in fig. 13. Nuovamente, l'acciaio ricotto mediante il 25 processo dell'invenzione aveva una tenacia nettamente superiore. (Si deve notare che l'acciaio 8640 ricotto non venne laminato a freddo prima della prova. Di conseguenza, era alquanto più molle e tenace delle calde di acciaio 4140 sopra menzionate.)

30 Esempio 6

Venti barre di acciaio 6150 dalla calda G vennero ricotte usando un forno a suola rotante. La temperatura di austenitizzazione in forno era di 843°C e la durata del ciclo di 16 ore. In seguito venti barre dalla stessa calda vennero ricotte me-35 diante il processo dell'invenzione usando una temperatura di austenitizzazione di 815°C. Ogni barra venne austenitizzata in 34 secondi ed il tempo totale di ricottura era di circa un'ora. La Tabella 9 mostra le proprietà meccaniche dell'acciaio come ricevuto, dell'acciaio ricotto in forno e dell'acciaio ricotto median-40 te il processo dell'invenzione.

I due lotti di acciaio ricotto vennero in seguito laminati a freddo e raddrizzati per eseguire un tipo di trattamento commerciale tradizionale. Le proprietà di laminazione a freddo e raddrizzatura sono pure mostrate nella Tabella 9. Per questa 45 particolare qualità, l'acciaio trattato mediante il processo dell'invenzione era leggermente più duro dell'acciaio ricotto in forno, ma era sempre più duttile. Questa duttilità superiore è evidente tanto prima che dopo la laminazione a freddo.

J0 TABELLA 9

Proprietà meccaniche acciaio 6150 - Calda G

Provino

Durezza (Bhn)

Tra- Snerva- Allun- Strizione mento gamento zione

Acciaio 6150 299

come ricevuto

Ricotto in forno 195

60 Ricotto secondo 225

l'invenzione Ricotto in forno laminato a freddo 240 raddrizzato Ricotto secondo l'invenzione laminato 263 a freddo raddrizzato

65

(MPa)

(MPa)

(%)

(%)

1061,7

784,7

12,0

37,8

708,7 772,0

372,6 570,9

20,7 25,5

44,1 66,4

846,5

604,7

9,6

31,3

920,4

729,8

13,0

48,3

9

649 313

Le microstnitture dell'acciaio come ricevuto, dell'acciaio ricotto in forno e dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione sono mostrate nelle figg. 14A, 14B e 14C, rispettivamente. L'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una struttura di carburo più fine di quella dell'acciaio ricotto in forno. Prove di urto Charpy vennero pure eseguite sui due campioni ricotti ed i risultati sono mostrati in Fig. 15. Le curve mostrate sono quelle dell'acciaio 6150 dopo laminazione a freddo. Nuovamente l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una microstruttura più fine, una migliore duttilità e migliore tenacia rispetto all'acciaio ricotto in forno.

Esempio 7

Diverse barre di acciaio 1144 dalla calda H vennero ricotte in forno usando un ciclo della durata di cinque ore. La temperatura di austenitizzazione era di 813°C per il trattamento in forno.

In seguito cinque barre dalla stessa calda vennero ricotte usando il processo dell'invenzione. La temperatura di austenitizzazione era di 788°C ed il tempo di ricottura delle cinque barre era di 20 minuti. Ogni barra venne austenitizzata in 30 secondi.

La tabella 10 mostra le proprietà meccaniche dell'acciaio come ricevuto, dell'acciaio ricotto in forno e dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione. In questo caso, la durezza dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione era molto prossima a quella dell'acciaio ricotto in forno. Come negli esempi precedenti, l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione aveva una duttilità superiore. Le figg. 16A, 16B e 16C mostrano la microstruttura di questo acciaio in tre condizioni: come ricevuto, ricotto in forno e ricotto mediante il processo dell'invenzione, rispettivamente.

TABELLA 10 Proprietà meccaniche acciaio 1144 - Calda H

Provino Du- Tra- Snerva- Allun- Stri-

rezza zione mento gamento zione

(Bhn) (MPa) (MPa) Q7o) (%)

Acciaio 1144

come ricevuto 190 696,1 428,2 19,5 41,4 laminato a caldo

Ricotto in forno 162 629,3 360,7 23,1 41,1 Ricotto secondo l'invenzione 165 626,5 403,6 25,0 48,5

Esempio 8

Diverse barre di acciaio 86L20 dalla calda I vennero ricotte in forno usando un ciclo di cinque ore. La temperatura di austenitizzazione per la ricottura in forno era di 885 °C.

In seguito 15 barre dalla stessa calda vennero ricotte usando il processo di ricottura dell'invenzione. La temperatura di austenitizzazione usata era di 871 °C ed ogni barra venne austenitizzata in 31 secondi. Il ciclo totale di ricottura era di 47 minuti.

La tabella 11 mostra le proprietà meccaniche dell'acciaio come ricevuto, dell'acciaio ricotto in forno e dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione. Per questa qualità di acciaio, il miglioramento nella duttilità dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione era relativamente piccolo. Inoltre, la durezza dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione era assai elevata. La ragione di queste differenze è evidente dalle microfotografie delle strutture di questa calda di acciaio (figg. 17A, 17B e 17C). La dimensione dei grani dell'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione è molto più fine di quella dell'acciaio ricotto in forno. In un acciaio a basso tenore di carbonio quale 86L20, la dimensione fine dei grani che risulta dal processo di ricottura dell'invenzione è il fattore dominante. Non vi è nell'acciaio una quantità sufficiente di carbonio affinché i carburi svolgano una funzione dominante e l'effetto della dimensione dei grani rende l'acciaio ricotto mediante il processo dell'invenzione alquanto più duro del prodotto ricotto in forno. Di conseguenza, solo miglioramenti marginali nella duttilità vennero ottenuti col processo di ricottura dell'invenzione.

TABELLA 11

Proprietà meccaniche acciaio 86L20 - Calda I

Provino

Durezza

(Bhn)

Trazione

(MPa)

Snervamento

(MPa)

Allungamento (%)

Strizione (%)

Acciaio 86L20 come ricevuto

172

585,0

374,8

25,2

62,4

Ricotto in forno

141

526,6

348,0

29,7

62,1

Ricotto secondo l'invenzione

160

575,8

422,5

30,0

65,2

I suddetti esempi dimostrano che il processo di ricottura della presente invenzione è applicabile ad un'ampia varietà di acciai legati ed acciai al carbonio. Ogni qualità che venne provata ha risposto al processo di ricottura della presente invenzione circa allo stesso modo. Per ogni lega, venne prodotta una morfologia di carburo più fine che conferì all'acciaio una migliore duttilità, formabilità e tenacia. È importante notare che queste migliori proprietà vennero ottenute senza perdita di resistenza o perdita di lavorabilità. Questa combinazione di migliore duttilità, formabilità e tenacia senza perdita di lavorabilità è un fenomeno inaspettato. Di solito quando la duttilità e la tenacia aumentano ad un dato livello di durezza, la lavorabilità diminuisce. Tuttavia, il processo di ricottura della presente invenzione crea una struttura che non segue questo comportamento generale.

Risulterà evidente da quanto precede che la presente invenzione apporta un perfezionamento importante nella ricottura di acciai ipoeutettoidi. Essa consente una migliore efficienza energetica mediante l'uso del riscaldamento a resistenza elettrica diretta e, allo stesso tempo, elimina la necessità di lunghi cicli di raffreddamento controllato come sono necessari nella ricottura in forno degli acciai. Inoltre, il processo della presente invenzione elimina la necessità di atmosfere antiossidanti o protettive come necessarie nei processi di ricottura in forno sinora usati nella tecnica anteriore.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

V

6 fogli disegni

Claims (11)

649 313

1. Procedimento di ricottura per acciai ipoeutettici, che conferisce migliore duttilità, formabilità e resistenza, comprendente le fasi seguenti:

(a) messa a disposizione di un pezzo d'acciaio ipoeutettico,

(b) riscaldamento rapido del detto pezzo d'acciaio ad una temperatura maggiore della temperatura di trasformazione superiore dell'acciaio suddetto, mantenimento del pezzo alla temperatura suddetta per un periodo di tempo sufficiente a provocare la trasformazione della ferrite in austenite e la dissoluzione di praticamente tutti i carburi, ma comunque inferiore al periodo di tempo che provocherebbe una dissoluzione completa dei carburi suddetti lasciando così nel suddetto acciaio una piccola quantità di macroparticelle di carburi non disciolti sufficienti per servire da nuclei per la precipitazione, al raffreddamento, dei prodotti di trasformazione superiore,

(c) raffreddamento del suddetto pezzo, e

(d) controllo del procedimento in maniera da provocare un arresto del raffreddamento ad una temperatura maggiore di 593 °C e da far precipitare i suddetti prodotti di trasformazione superiore.

2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, nel quale l'acciaio ipoeutettico contiene fino al 0,7% del proprio peso in carbonio.

2

RIVENDICAZIONI

3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, nel quale l'acciaio ipoeutettico contiene da 0,1 a 0,7% del proprio peso in carbonio.

4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, nel quale l'acciaio ipoeutettico contiene meno del 5% del proprio peso in un elemento di lega.

5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, nel quale l'elemento di lega viene selezionato dal gruppo consistente di cromo, molibdeno, nichel, manganese e loro combinazioni.

6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, nel quale l'acciaio ipoeutettico viene riscaldato ad una temperatura maggiore della temperatura di trasformazione superiore in meno di dieci minuti.

7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, nel quale l'acciaio ipoeutettico viene riscaldato tramite riscaldamento diretto a resistenza elettrica.

8. Procedimento secondo la rivendicazione 1, nel quale l'acciaio ipoeutettico si presenta sotto forma di un pezzo avente una sezione trasversale ripetentesi.

9. Procedimento secondo la rivendicazione 1, nel quale il riscaldamento dell'acciaio ipoeutettico avviene in assenza di un'atmosfera inerte.

10. Procedimento secondo la rivendicazione 1, nel quale l'acciaio rienvenuto contiene perlite, ferrite e carburi sferoidali.

11. Procedimento secondo la rivendicazione I, nel quale il raffreddamento viene arrestato ad una temperatura maggiore di 593 °C.