Studio delle trasformazioni al rinvenimento di acciai temprati mediante tecniche combinate di calorimetria e dilatometria

La dilatometria e la calorimetria sono usualmente utilizzate per lo studio delle trasformazioni microstrutturali e della precipitazione, dato che questi fenomeni inducono variazioni di volume o avvengono con sviluppo di calore. Pertanto in questo lavoro di tesi si sono applicate e confrontate queste tecniche per studiare i fenomeni di precipitazione di cementite, di decomposizione della martensite alto carbonio ed austenite residua (costituente MA) e di ricristallizzazione durante il rinvenimento di due acciai con tenore di carbonio compreso tra 0.06% e 0.08%. I due acciai sono stati raffreddati considerando due velocità di raffreddamento in modo da ottenere due diverse microstrutture iniziali: una costituita da martensite e bainite e l’altra da ferrite, bainite e MA, al fine di simulare le diverse velocità di raffreddamento all’interno dei manufatti durante una tempra industriale. L’utilizzo combinato di tecniche dilatometriche e calorimetriche ha evidenziato sia dei vantaggi, legati alla valutazione dell’intervallo di temperatura in corrispondenza del quale avvengono le trasformazioni, che dei limiti, legati alla difficoltà nel collegare il segnale ottenuto dalle prove alla trasformazione microstrutturale che sta avvenendo. Infatti dai dati ottenuti dalla calorimetria e dalla dilatometria, la precipitazione e la decomposizione in entrambi gli acciai avvengono in un intervallo di temperature troppo simile (tra 300°C e 400°C) per essere distinguibile. Anche i valori delle energie di attivazione per i due fenomeni sono risultati essere identici. Per quanto riguarda la ricristallizzazione, invece, nessuna delle due tecniche ha permesso di identificare il tempo di incubazione o l’evoluzione del fenomeno. Questi limiti sono stati colmati ricorrendo ad un’osservazione diretta dei campioni (metallografia e microscopia elettronica), che ha anche permesso di studiare l’evoluzione del fenomeno della ricristallizzazione identificando in 20 minuti circa il tempo di incubazione dalla fine del periodo di riscaldamento del rinvenimento.