metallurgia programma -k8凯发

designazione
1. gruppo 1
  1. da costruzione generale
2. gruppo 2
  1. speciali da costruzione
    1. bonifica
    2. autotempranti
    3. per molle
    4. cementazione
    5. nitrurazione
3. acciai per usi particolari
  1. per cuscinetti
  2. per funi
  3. per impieghi a basse temperature
4. acciai per utensili
  1. elevata durezza tenacità(kic) forgiatura acciaio 1200~1300°c si deforma poco sotto trattamento termico(perchè se sbaglio posso fare ben poco) insensibilità a rinvenimento(altrimenti perdo durezza: il materiale tende ad addolcire) %c molto alta così indurisco sicuramente la martensite sono tutti ipereutettoidici il c in eccesso mi serve per legarsi agli elementi di lega
    1. elementi di lega
      1. ti
      2. tic
      3. v
      4. vc, v2c
      5. w
      6. w2c
      7. mo
      8. cr
      9. cr3c2, cr23c6
      10. mn
      11. (fe)
      12. fe3c
      13. co
      14. non può formare carburi (dovrei finire prima il fe: impossibile rende insensibile all'addolcimento l'acciaio
    2. se un elemento è più affine viene coinvolto prima nella formazione di carburi. la scala di affinità è anche una scala di stabilità: più difficilmente si sciolgono per esposizione in temperatura
  2. acciai rapidi o superrapidi
    1. rapidi: vel taglio <30 m/min
      1. x78wv181ku/hss 18-01
      2. in sequenza: w=18%, mo=1%, v=1%, co
    2. super rapidi: vel taglio> 30m/min
      1. x80wcov1851ku/hss 18-1-1-5
      2. in sequenza: w=18%, mo=1%, v=1%, co=5%
    3. ogni acciaieria ha composizione differente
      1. v, w, mo per ottenere carburi più stabili
      2. ti si usava 50 anni fa, ma ha efficacia metà del w
  3. per utensili a lavorazione a caldo
    1. l'ossidazione a caldo è meno importante
      1. x35crmov511ku
      2. x30wcov93ku
      3. ad alta t è resistente al calore
  4. per lavorazioni a freddo
5. inossidabili
  1. aisi
    1. serie 200
      1. inox al crmn
      2. austenitici al manganese
    2. serie 300
      1. crni
      2. austenitici
    3. serie 400
      1. cr
      2. ferritici martensitici
  2. austenitici
    1. 75~80%
      1. x5crni17-9
      2. aisi 304 (80%)
      3. x5crnimo17-12
      4. aisi 316 (20%)
      5. applicazioni:
      6. settore chimico(serbatoi, reattori), biomedicale, edilizia(archetti dissuasori, corrimano)
      7. petrolchimico, alimentare, produzione di carta
      8. cfc, al, cu sono amagnetici: infatti sono usati anche per i sommergibili
      9. a causa dell'incrudimento il gamma diventa
      10. alfa primo(ccc)
      11. epsilon(hcp)
      12. non hanno temperatura di transizione -->applicazioni criogeniche
      13. austenitici all'azoto
      14. rs=250mpa--> per aumentare aggiunto n=0.1~0.25%
      15. 304ln
      16. n è interstiziale-->induriscono
      17. r=700~800mpa rs=300~350mpa
      18. elevata capacità di incrudimento: r fino a 2500 mpa
      19. austenitici al manganese
      20. sostituisco al ni con mn(una parte) xk costa di meno ed è un elemento austenitizzante(non va bene in ambienti fortemente corrosivi)
      21. anzichè cr=17% ni=9% si ha cr=16% ni=4% mn=6% (aisi 201)
      22. ni favorisce la ripassivazione
      23. deformabilità e amagneticità ma la resistenza alla corrosione diminuisce
      24. problemi:
      25. formazione di carburi di cr, se esposti a 600~800°c si depositano a bordo grano.
      26. "la zona circostante al bordo di grano si impoverisce di cr"
      27. --> corrosione intergranulare
      28. tipico dei giunti saldati
      29. in cui la temperatura va dai 2000°c del giunto fino a tamb lontano dal giunto(ci sarà un punto in cui t ricade nell'intervallo)
      30. rottura a lama di coltello
      31. anche durante la produzione esiste questo problema
      32. x6crniti1811
      33. aisi 321
      34. x6crninb1811
      35. aisi 347
      36. ti, nb sono più affini al c rispetto al cr-->formano loro i carburi
      37. ti=0.1~0.5% (5 vole il c)
      38. soluzione
      39. tedeschi: riscaldo a 885°c e raffreddo in aria, poi vado a saldare e non ho problemi
      40. americani:
      41. uso serie low carbon
      42. 304l
      43. x2crni17-9
      44. 316l
      45. x2crnimo17-12
      46. xk se la formazione di carburi dipende dalla presenza di c-->riduco la percentuale di c
      47. la formazione dei carburi dipende anche dal tempo di saldatura: ci metto il meno possibile
      48. solubilizzazione
      49. alla fine della deformazione a freddo non voglio i carburi--> riscaldo a 1050°c, i carburi di cr si sciolgono tutti e tempro in acqua ( cmq non ho trasformazione di fase quindi ho sempre la fase gamma)
      50. si può fare sugli semilavorati. sui pezzi grossi una volta saldati non posso più fare niente xk non ho forni giganti-->parto da serie l o stabilizzati
      51. rs=250~300 mpa r=550~600 mpa
      52. per migliorare: incrudimento(ho austenite che ha molta deformabilità)
      53. r=1500~2000 mpa
      54. resistenza a usura(tranne i martensitici)
  3. ferritici
    1. 15~20%
      1. non hanno punti critici quindi se tempro non otterrò una struttura più dura
      2. i trattamenti termici infatti si fanno per altri motivi
      3. x8cr17 (aisi 430)
      4. usato nelle pentole ikea
      5. qui il carbonio è nocivo xk si combina con cr a formare carburi
      6. x5crti11 (aisi 405)
      7. x16cr26 (aisi 446)
      8. (ossidazione)
      9. x2cr18
      10. stabilizzato al ti, nb
      11. aisi 441
      12. (non esiste nella normativa)
      13. x2crmo18-2
      14. stabilizzato al ti
      15. aisi 444
      16. esiste
      17. cr alto --> ferritici cr basso--> austenitici
      18. applicazioni:
      19. cestelli lavatrici (mentre x lavastoviglie ci vuole aust. xk c'è il sale e il detersivo è basico
      20. scarichi auto
      21. elettrovalvole
      22. il ferritico (ccc) è ferromagnetico così come il martensitico
      23. costruzioni edilizie
      24. carico rottura allo stato ricotto :r=500..600 mpa rs=300 mpa
      25. se lo voglio superiore: incrudimento
      26. r=800..900 mpa, rs=500 mpa
      27. trattamenti termici
      28. non servono per aumentare la resistenza meccanica ma per aumentare la resistenza alla corrosione
      29. ricottura
      30. 750~800°c per 1~2 ore (dipende dalle dimensioni che sono solitamente piccole)
      31. è anche un trattamento di ricristallizzazione
      32. se devo fare lamiere di 1 mm non posso continuare ad incrudire xk si rompe. devo fare delle ricotture di ricristallizzazione
      33. per lamiere <5mm è tutto lavorato a freddo per questioni di precisione(ritiro)
      34. >10mm --> a caldo
      35. problemi
      36. infragilimento a 475°
      37. deriva dalle decomposizione spinodale della ferrite(formazione di una fase ricca di cr che si lega al fe)
      38. "alfa primo" (ccc) --> fragilità
      39. >800°c da 1000 h in su si forma una fase ricca in cr(sigma) che si deposita a bordo grano--> fragilità e diminuzione della resistenza alla corrosione
    2. il nichel costa ed è soggetta alle fluttuazioni di mercato
  4. martensitici
    1. 5%
      1. = agli acciai da costruzione (da bonifica) con cr elevato
      2. x30cr13 (aisi 420)
      3. è come il c30 con cr
      4. x15cr13 (aisi 410)
      5. x85cr17 (aisi 440)
      6. applicazioni: resistenza corrosione resistenza meccanica
      7. rm=750~1100 mpa dopo bonifica
      8. rs= 500~700 mpa
      9. è il massimo della resistenza meccanica per gi inox(tranne ph che però costano)
      10. coltelli, dischi freno delle moto(esposti all'atmosfera), compenenti marini(alberi)
      11. siccome è come un acciaio da bonifica il ciclo di lavorazione è uguale:
      12. ricottura completa (xk sono autotempranti)
      13. lmu(sgrossatura)
      14. bonifica
      15. riscaldamento 1000°c
      16. t elevata per solubilizzare tutti gli eventuali carburi presenti: cr è molto affine al c se è sotto forma di carburi, non ho abbastanza cr per l'ossido. inoltre il c va ad indurire la martensite
      17. tempra ( in aria o in olio)
      18. rinvenimento a t<400 o t>650°c
      19. nell'inter del range 400~650
      20. la velocità di corrosione aumenta
      21. la tenacità diminuisce
      22. si formano i carburi (impoverimento di cr)
      23. t<400 buona tenacità con alta resistenza alla corrosione
      24. t>650 alta tenacità
      25. lmu(finitura)
  5. austeno-ferritici/duplex/bifasi
    1. 1~2%
      1. partendo da austenitici 304 aumento cr e diminuisco ni (pren=18) 316 pren=25--> acqua marina
      2. il ni che tolgo lo rimpiazzo con cr che costa di meno ed ha meno influenza del mercato
      3. inoltre non ha problemi di stress corrosion cracking in ambienti ricchi di cloruri(tipici degli austenitici)
      4. 2304
      5. prime due cifre:cr, ultime due cifre:ni
      6. 2205
      7. anche mo=2%
      8. x2crnimon22-5-2
      9. pren=30
      10. 2507
      11. mo=3,5%
      12. grani misti di alfa e gamma
      13. ho fe-cr-ni e ci vorrebbe un diagramma 3d per cui fisso uno e guardo il grafico
      14. es. fe=70%
      15. metà alfa e metà gamma
      16. resistenti alla corrosione e meccanicamente degli austenitici
      17. rs=450~500 mpa r=750~800 mpa
  6. precipitation hardening
    1. <1%
      1. austenitici
      2. 1710ph (%cr %ni) contiene p solubilizzato a 1050°c, invecchiamento a 700°c-->r=900~1000 mpa
      3. martensitici
      4. 17-4ph (custom 450) contiene
      5. cu
      6. seconda fase cfc
      7. ti, al
      8. formano composti intermetallici con ni (ni3ti, nial)
      9. tempra(in aria) rinvenimento a 450~650°c (rinv=invecchiamento qui)
      10. -->r=1000~1400mpa
      11. semiaustenitici
      12. a f
      13. 17-7ph contengono al
      14. 1050°c-->aria-->a f perchè mf è sotto tamb
      15. poi condizionamento a 750°c e si precipitano i carburi di cr--> le matrici perdono cr e c e mf si sposta sopra--> alla fine ho m f--> poi faccio invecchiamento
      16. sono del tutto uguali alle loro famiglie di appartenenza con l'unica differenza che contengono
      17. p, cu, ti, nb, al, n
      18. formano una seconda fase di composto intermetallico/interstiziale per meccanismo di precipitazione -->"invecchiamento"-->fatto alla fine: r=1000~1200 mpa
      19. resistenti alla corrosione rispetto a m ma meno risepetto agli a
  7. diagramma di schaeffler
    1. ni equivalente= ni 0.5mn 30(c n)
    2. cr equivalente=cr mo 0.5nb 1.5si
    3. vale per raffreddamento rapido ed è stato messo appunto per i cordoni di saldatura
  8. pren (pitting resistance equivalent number)=cr 3.3mo
    1. definisce la resistenza al pitting xk è il più comune sui materiali resistenti alla corrosione
ghise
leghe titanio
failure analysis
1. fragilita
  1. fenomeni di infragilimento
    1. fragilita da rinvenimento
    2. invecchiamento degli acciai dolci al c
2. fatica
  1. curve wohler
  2. prove staircase
3. corrosione
  1. modalità
    1. ossidazione/ossidazione a caldo
    2. corrosione elettrochimica
      1. t>tamb
      2. fe cu h2o
      3. aerazione differenziale
      4. anche tra alfa e fe3c della perlite avviene
  2. uniforme/generalizzata
    1. parte dalla superficie e va verso l'interno perchè fe2o3 e fe(oh)2 sono porosi e friabili
  3. localizzata
    1. più pericolosa
      1. pitting
      2. o corrosione per vaiolatura (color giallo)
      3. formazione di caverne sotto la superficie
      4. dei materiali resistenti alla corrosione in ambienti fortemente corrosivi
      5. in superficie si vede poco, corrosione penetrante
      6. crevice
      7. per fessura/corrosione sotto deposito
      8. es: quando i carbonati si depositano lungo i tubi
      9. stress corrosion cracking
      10. uno specifico materiale in uno specifico ambiente e soggetto alla trazione
      11. non ci sono prodotti di corrosione
      12. t>30°c
      13. cricca ramificata
      14. la cricca meccanica avanza nella stessa direzione
      15. esempio
      16. inox aust in ambienti cl-
      17. controsoffiatura piscina (aisi 304)
      18. ottoni in ambienti con nh3
      19. cartucce inglesi a fine 800 in india (ottone stampato a freddo) si fessuravano in estate in ambiente ammoniacale
      20. il carico in questo caso è dato dalle tensioni residue di stampaggio
  4. soluzioni: intervengo su
    1. anodo(materiale)
      1. a parità di ambiente agisco sul materiale
      2. in mare: inox--> cr2o3(passivazione) oltre a cr anche al, ti
      3. uso materiali piu nobili (au) o meno nobili
    2. catodo(ambiente)
      1. es: nei circuiti di raffreddamento industriali si può trattare l'acqua x eliminare le specie nocive
      2. esistono inibitori di corrosione in natura che rallentano il processo
      3. il tannino(fondo del vino/caffè
    3. interfaccia
      1. rivestimento di cr, au( nobili)
      2. si faceva in passato ma ora la cromatura si fa x la resistenza
      3. adesso si riveste con zn (meno nobile)
4. usura
  1. adesiva (tribossidativa)
    1. 2 corpi a contatto
    2. plasticizzazione locale, al limite posso avere punti saldati (microsaldatura)
    3. se metto in moto relativo--> rottura nelle zone vicine alla microsaldatura
    4. soluzione:
      1. 1) riduco rugosità, ho bisogno di intercapedine di aria per avere moto relativo
      2. 2) metto insieme materiali diversi che non si saldano oppure con durezze diverse--> il meno duro si adatta a quello più duro--> es. cu non si salda con l'acciaio (infatti bronzine: bronzo.. cu sn)
      3. 3) lubrificante(idrodinamica) o lubrificazione limite(pennello) o anche solidi(grafite)
      4. 4) se aumento la durezza c'è meno usura( ma non è la prima cosa che si fa)
      5. 5) far sì che l'usura adesiva diventi tribossidativa
      6. se la pressione e la velocità relativa diminuiscono: la frammentazione produce particelle che si ossidano sulla superficie e creano un cuscinetto di ossido che diminuisce l'usura. (è meglio se il moto avviene in moto perpendicolare alle direzioni delle striature)
  2. abrasiva
    1. a 3 corpi
      1. particelle esogene ed endogene: se la durezza particelle>20~30% durezza del materiale, i materiali vengono abrasi
      2. dobbiamo vedere la durezza massiva e non superficiale(usura adesiva)
      3. es. macinazione, nastri trasportatori
  3. erosiva
    1. superficie a contatto con un fluido che trasporta particelle(solide o gas)
    2. erosione ad alta velocità è confrontabile con abrasione
    3. anche l'angolo di impatto è importante: 90°:sigma, radente:tao
      1. materiali duttili
      2. bene a sigma
      3. male x i tao
      4. meteriali duri
      5. bene per i tao
      6. male per i sigma
  4. corrosiva
    1. i prodotti di corrosione sono meno duri, quando vengono asportati c'è del nuovo materiale esposto--> usura
  5. per fatica
    1. contatto altalenante tra superfici (contatto hertziano)
      1. es. cuscinetti a sfere o ingranaggi
      2. con le tao si muovono le dislocazioni(cricche) che arrivando alla superficie fa saltare via una scheggia -->usura per fatica/fatica da contatto
      3. quando si forma la superficie puntinata:pitting (diverso da pitting della corrosione)
      4. soluzione: trattamenti superficiali
5. scorrimento viscoso/creep
  1. t>tfus(in k)/3, carico costante
    1. acciai 450~500 °c
    2. alluminio 40~50 °c
trattamenti termici
1. ricottura o ricottura completa
2. ricottura globulare
3. normalizzazione
4. tempra
  1. temprabilita e prova jominy
5. rinvenimento
6. ricottura di lavorabilita/di distensione
7. ricristallizzazione
cct e ttt
diagramma fe-c
1. elementi ferritizzanti
  1. cr mo v si b al p ti
2. austenitizzanti
  1. ni mn c n cu
3. punti critici
rame e le sue leghe
1. rame
2. bronzo
  1. cu-sn
3. cupralluminio
  1. cu-al
4. ottone
  1. cu-zn
processi di fabbricazione dell'acciaio
1. ciclo integrale
  1. subtopic 1
2. ciclo da rottame