NORMALIZZAZIONE

Consiste in un riscaldo ad una temperatura superiore ad AC3,  per un tempo sufficiente ad austenitizzare completamente il materiale,  seguito da raffreddamento in aria calma o mossa. Viene generalmente  eseguita su pezzi grezzi di lavorazione a caldo per affinare ed  uniformare il grano allo scopo di predisporre l'acciaio nel modo  migliore per i successivi trattamenti termici.  

RICOTTURA

Lo scopo della ricottura é quello di addolcire l'acciaio per renderlo  atto alle lavora­zioni meccaniche e/o plastiche, di eliminare le  tensioni residue e di distruggere gli effetti di una deformazione  plastica, di una saldatura o di un trattamento termico precedente.
 Esistono  vari cicli di ricottura la cui scelta viene fatta in relazione alla  durezza ed alle strutture necessarie per un determinato tipo di  lavorazione. I cicli più usati sono:
 - Ricottura subcritica:  Comprende un riscaldo a temperatura al di sotto del punto di  trasformazione ACl, un mantenimento adeguato a questa temperatura ed  infine un raffreddamento a piacere anche in aria libera. Questo  trattamento, che per la sua economicità é il più diffuso per gli acciai  da costruzione, viene eseguito sia per addolcire l'acciaio che per  eliminare tensioni residue ed effetti di deformazione plastica.
 La struttura ottenuta è prevalentemente costituita da forme perlitiche globulari molto fini, non sempre ben risolte.
 Appartiene  a questa classe lo cosiddetta ricottura di lavorabilità che viene  normalmente eseguita ad una temperatura di ca. 50 °C al di sotto del  punto ACl in modo da addolcire il materiale senza modificarne  sostanzialmente lo struttura.
 - Ricottura isotermica  : Consiste in un riscaldo a temperatura, nell'intervallo ACl + AC3  oppure sopra AC3, seguito da un raffreddamento ad una velocità  relativamente elevata fino ad una conveniente temperatura del campo  perlitico alla quale si permane per il tempo sufficiente a completare lo  trasformazione dopo di che il raffreddamento finale, fino a temperatura  ambiente, può essere condotto velocemente con notevole guadagno di  tempo.
 Questo stato strutturale è  particolarmente indicato per ottenere, nel caso di lavorazioni  meccaniche particolarmente impegnative, sensibili miglioramenti di  lavorabilità all' utensile.  

TEMPRA

Il trattamento di tempra comprende un riscaldo di austenitizzazione,  seguito da un raffreddamento fino ad una temperatura inferiore ad Ms  sufficientemente rapido da permettere lo trasformazione in martensite,  struttura di elevata durezza e fragilità. Per poter realizzare una  tempra perfetta (o ideale o compieta), cioè con una strut-tura  martensitica al 100%, è necessario che lo velocità di raffreddamento sia  superiore a quella critica tipica per ogni acciaio.
 Gli  acciai al "Carbonio" presentano una velocità cri­tica di tempra molto  elevata; questa velocità si riduce per la presenza di elementi leganti  in modo più o meno marcato a seconda delle percentuali e della natura di  essi. In relazione al tipo di acciaio ed alle di­mensioni dei pezzi da  temprare verrà scelto il mezzo di spegnimento più adatto: acqua, olio od  aria.  

RINVENIMENTO

Allo  stato temprato l'acciaio presenta una elevata durezza e basse  caratteristiche di tenacità. E necessario quindi ricorrere ad un  successivo trattamento che ne modifichi più o meno profondamente la  struttura martensitica di tempra annullandone le tensioni e la  fragilità.
 Questo trattamento, denominato  rinveni­mento, comprende un riscaldo ad una temperatura inferiore ad  ACl, un mantenimento per un certo tempo a questa temperatura ed infine  un raffreddamento in un mezzo appropriato fino a temperatura ambiente.
 Il  rinvenimento deve essere eseguito immediatamente dopo la tempra, per  evitare il pericolo di cricche causa l'elevato stato tensionale in cui  si trovano i pezzi temprati. La temperatura di rinvenimento va scelta in  modo da ottenere il miglior compromesso tra le caratteristiche di  durezza e di tenacità.
 E noto infatti che con  l'aumentare della temperatura si ha un progressivo incremento della  tenacità, dell'allungamento e della contrazione e, corrispondentemente,  una diminuzione della durezza, della resistenza a trazione e dello  snerva­mento.
 Quando la temperatura di  rinvenimento è intorno ai 600°C il trattamento che ne deriva (tempra e  rinvenimento) viene chiamato bonifica e permette di conferire  all'acciaio un buon compromesso tra tenacità e resistenza. La struttura  che ne deriva è detta sorbite.  

DISTENSIONE

Nel caso degli acciai da cementazione o autotempranti, per diminuire e  possibilmente annullare le tensioni residue cau­sate dalla tempra pur  mantenendo elevati valori di durezza, si ricorre al trattamento di  distensione che consiste in un riscaldo a temperature inferiori ai  250°C. In questo caso non si hanno apprezzabili modifiche strutturali.
 La  distensione viene anche eseguita su pezzi che, dopo le lavorazioni  meccaniche, si trovano in uno stato di particolare tensione. In questo  caso lo scopo è di ristabilire le caratteristiche meccaniche precedenti,  in particolare quelle elastiche (limite di snervamento) e di tenacità.   

BONIFICA ISOTERMICA (AUSTEMPERING)

La bonifica isotermica consiste in un trat­tamento unico in quanto il  rinvenimento si può di regola tralasciare e presenta il vantaggio di  non dar luogo a deformazioni e spaccature tensionali, come può avvenire  nella tempra convenzionale.
 Una seria  limitazione di questo trattamento è dovuta alla sua scarsa penetrazione  che non va oltre 30 mm per il tipo 39NiCrMo3 ed oltre 40 mm per il tipo  40NiCrMo7  

TEMPRA SCALARE MARTENSITICA

Questo trattamento ha lo scopo di annullare gli inconvenienti della  tempra convenzionale che sviluppa pericolose tensioni interne nel  raffreddamento brusco nei ba­gni di tempra; queste tensioni possono  facilmente provocare scarti per cricche e deformazioni soprattutto nei  pezzi di forma complessa e con forti variazioni di sezione.
 Alla tempra scalare segue un normale rin­venimento per ottenere le caratteristiche richieste.  

SOLUBILIZZAZIONE (Tempra degli acciai austenitici)

Questo trattamento, chiamato anche "tempra di solubilizzazione" o  "ipertempra", ha in comune con la tempra soltanto la velocità di  raffreddamento dalla temperatura di austenitizzazione, ma non gli  effetti di indurimento che essa provoca negli acciai temprabili;  ricor­diamo infatti che i punti di trasformazione dei cosiddetti "acciai  austenitici" si trovano al di sotto della temperatura ambiente.
 Esso  consiste in un riscaldo a temperatura in genere compresa fra i 1000 e i  1100 °C, con una permanenza a questa temperatura sufficiente per  eliminare le alterazioni strutturali provocate dalle lavorazioni  precedenti e per realizzare una "solubilizzazione" possibilmente  completa dei carburi nell'austenite; il raffreddamento successivo, in  aria o acqua, deve essere sufficientemente rapido da impedire la  riprecipitazione dei carburi che, in un raffreddamento lento, avviene in  genere nell'intervallo fra i 450 e gli 850°C circa. Con tale  trattamento si ottiene il massimo addolcimento degli acciai inossidabili  austenitici.  

Tempra superficiale

 (o anche in tutta la sezione) con riscaldo ad induzione - Questo  trattamento richiede impiego di apparecchiature particolari, che  consistono essenzialmente in una bobina percorsa da corrente ad alta  frequenza generante un campo magnetico. Mettendo il pezzo di acciaio  entro questa bobina si genera in esso una corrente indotta che, per  effetto Joule, riscalda rapidissimamente l'acciaio sopra Ac3. L'acqua di  tempra può essere addotta dalla stessa spirale di rame che fa da  induttore, oppure da condutture separate ma sempre vicine all'induttore.  Con frequenze molto elevate (100.000 - 600.000 Hz) il riscaldamento  interessa uno strato superficiale molto sottile, ma diminuendo la  frequenza (2.000 - 20.000 Hz) possono essere ottenute maggiori  profondità di riscaldo.
 Con frequenze ancora più  basse si ottengono riscaldi totali fino al cuore e questa particolarità  viene sfruttata negli impianti di tempra (e successivo rinvenimento) a  passaggio con riscaldo ad induzione.  

Cementazione

La "carbocementazione" o più semplicemente "cementazione", ha lo  scopo di ottenere un prodotto che, dopo i successivi trattamenti  termici, presenti uno strato superficiale durissimo e resistente  all'usura, unitamente ad un cuore tenace. Essa consiste nella  carburazione superficiale di acciai a basso tenore di carbonio, ottenuta  mediante lungo mantenimento ad alta temperatura in mezzi capaci di  cedere tale elemento.  

Nitrurazione

È una operazione di indurimento superficiale analoga alla precedente;  in questo caso l'elemento assorbito è l'azoto. L'operazione consiste in  un prolungato mantenimento a circa 500°C in mezzi capaci di cedere detto  elemento; a differenza della cementazione, essa viene eseguita su  materiale già bonificato e non richiede trattamenti successivi.
 Gli  acciai da nitrurazione sono veri e propri acciai da bonifica contenenti  elementi speciali (alluminio, cromo, molibdeno, vanadio). L'indurimento  superficiale è dovuto alla formazione di azoturi assai duri (di  alluminio, cromo, ect.), mentre la presenza del molibdeno è  indispensabile allo scopo di combattere la fragilità di rinvenimento che  altrimenti l'acciaio assumerebbe durante la nitrurazione.
 La  nitrurazione, come la cementazione ed in genere come tutti i  procedimenti di indurimento superficiale, ha lo scopo di aumentare,  oltre la resistenza all'usura, anche la resistenza alla fatica.
 Si ricorda:
 -  l'indurimento superficiale, mediante la nitrurazione, è dovuto alla  formazione di azoturi di alluminio-cromo-vanadio e ferro nell'acciaio ed  è quindi conseguenza di una reazione chimica e non di una  trasformazione strutturale degli acciai, per trattamento termico, come  avviene invece per tutti gli altri processi di indurimento superficiale  (cementazione, tempra superficiale, ecc.);
 -  l'azoto assorbito in superficie, si diffonde lentamente negli strati  sottostanti fino a raggiungere profondità massime di qualche decimo di  millimetro (circa 5/10 per 55 ore di effettiva permanenza a temperatura)
  Caratteristiche degli strati superficiali induriti con varie tecniche.