Studio ed ottimizzazione della composizione chimica e delle proprietà meccaniche dell'acciaio per funi

The production of the steel wire by drawing is a process that in the course of time has been improved and studied with regard to the technological parameters and machines which run it. Being a process of cold deformation, it provides, through the work hardening obtained with a severe cold plastic deformation, excellent mechanical properties to the workpieces. The purpose of this thesis is to raise the tensile strength of some wires up to 2200 - 2250 MPa also verifying that the properties associated with the ductility not lapse excessively. To do this, samples of steels that gave problems in drawing have been analyzed by light microscopy and scanning electron microscopy and havebeen subjected to tensile tests and microhardness; it was found the presence of cementite at the grain boundary and a high content of phosphorus in the composition of the steels that gave poor workability to the material. Modifications to the chemical composition have been proposed and three new steels have been tested. For these new steels, brought by different suppliers, no presence of cementite has been found and the ultimate tensile strenght and the behavior in processing improves. Among the new steel supplied, the one that gave the best results in the tensile test was in-depth investigated, testing it in different states of supply which it comes to the factory.

La produzione del filo d’acciaio mediante trafilatura è un processo che nel corso del tempo è stato migliorato e studiato per quanto riguarda i parametri tecnologici e i macchinari che lo eseguono. Essendo un processo di deformazione a freddo, esso conferisce, mediante l’incrudimento ottenuto con una severa deformazione plastica a freddo, ottime proprietà meccaniche ai pezzi in lavorazione. Lo scopo della presente tesi è quello di riuscire ad innalzare il carico di rottura di alcuni fili fino a 2200 – 2250 MPa verificando anche che le proprietà associate alla duttilità non decadano eccessivamente. A tal fine, dopo aver analizzato al microscopio ottico ed elettronico a scansione alcuni campioni di acciai che davano problemi in trafilatura e averli sottoposti a prove di trazione e microdurezza, è emersa la presenza di cementite a bordo grano ed un alto contenuto di fosforo nella composizione chimica che davano scarsa lavorabilità al materiale. Sono state dunque proposte modifiche alla composizione chimica e si sono testati tre nuovi acciai. Per questi nuovi acciai, provenienti da diversi fornitori, è stato verificato, come per i precedenti, che non si ha più la presenza di cementite e che il carico di rottura e il comportamento in lavorazione migliorano. Tra i nuovi acciai forniti si è poi approfondita l’indagine su quello che ha dato i migliori risultati nella prova di trazione, testandolo nei diversi stati di fornitura con cui giunge in azienda.