Come Temprare l'Acciaio

L’acciaio è una lega di ferro usata nelle costruzioni, nella manifattura degli utensili in metallo e per altre applicazioni. Dato che si espone a un sacco di usura, l’acciaio può essere indurito e poi temperato fino al livello di resistenza necessario per l’utilizzo specifico. Ecco come indurire l’acciaio.

Passaggi

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Comincia da un acciaio con un sufficiente contenuto di carbonio. Il processo di indurimento fa cristallizzare la struttura del carbonio, proprio come il carbone o la grafite che si trasformano in diamanti se sottoposti alle alte temperature e alla pressione all’interno terra. Senza altri metalli nella lega, per essere indurito l’acciaio deve contenere circa 1% di carbonio. Questo tipo è chiamato acciaio ad alto contenuto di carbonio. (Le leghe di acciaio come l’acciaio inox sono ad alto contenuto di carbonio).
- Gli acciai con un contenuto medio di carbonio, fra lo 0,7% e lo 0,8%, possono essere induriti, ma hanno bisogno di essere in lega con altri materiali per un processo accurato.
- Gli acciai dolci, con un contenuto di 0,4% o meno, non possono essere induriti direttamente. Possono comunque essere rivestiti con altri materiali che li induriscono, ed il processo è chiamato indurimento di superficie.
Inizialmente scaldalo adagio ed interamente. Poi, concentra il calore solo sulla zona che vuoi indurire, come la punta di uno scalpello o di un cacciavite, fino a quando diventa incandescente.
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Tempra l’acciaio in un fluido. Immergi l’acciaio incandescente in un liquido o un gas che lo raffreddi in fretta, indurendo così il metallo. Si possono usare diversi liquidi per la tempra.
- L’acqua fredda è il liquido più comune, ma può corrodere l’acciaio. Se lasci che si formino le bolle, queste possono rallentare il processo di raffreddamento e creare dei punti deboli nell’acciaio; per questo motivo dovresti agitare l’acqua per evitare la formazione delle bolle.
- L’acqua salata tempra l’acciaio incandescente più velocemente di quella dolce perché il sale fa scoppiare le bolle più in fretta. Comunque va poi risciacquata immediatamente perché corrode di più l’acciaio.
- Degli oli come quello minerale, quello di semi di cotone e quello di balena raffreddano l’acciaio più lentamente dell’acqua. L’acciaio temprato nell’olio non sarà tanto duro come quello temprato in acqua, ma sarà meno fragile. Eseguire la tempra con gli oli crea dei vapori, schizzi e sversamenti e costituisce un potenziale pericolo di incendio, se non viene controllato adeguatamente.
- I polimeri di glicole, uniti all’acqua, sono una soluzione intermedia fra l’acqua pura e gli oli, con una velocità di raffreddamento che dipende dalla quantità di glicole. Sono meno corrosivi dell’acqua pura e hanno meno probabilità di prendere fuoco, ma la percentuale di glicole nell’acqua deve essere costantemente monitorata per assicurare dei buoni risultati.
- La tempra criogenica si utilizza per prevenire la formazione dei punti deboli e per obbligare l’acciaio a diventare ancora più duro. Questo tipo di processo è molto più usato con gli acciai ad alto contenuto di carbonio piuttosto che con quelli a medio contenuto.
In questo modo rimuovi i residui del liquido di raffreddamento e prepari l’acciaio per essere normalizzato. Se hai usato un liquido diverso dall’acqua nella fase di tempra, puoi usare l’acqua per la pulizia. In caso contrario usa un prodotto leggermente abrasivo come la tela da smeriglio.
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Scalda di nuovo l’acciaio. Questo secondo passaggio nel calore normalizza l’acciaio e toglie la fragilità generata dal processo di indurimento. L’acciaio può essere scaldato in una fornace o in un bagno di olio con un mix di sodio e nitrato di potassio oppure nel piombo. La temperatura a cui l’acciaio viene portato durante questo processo determina la durezza risultante; più alta è la temperatura, più l’acciaio sarà morbido, ma più resistente.
- Durante il processo di normalizzazione, l’acciaio caldo assume sulla sua superficie dei colori ossidi in base alla temperatura raggiunta. I colori vanno da un giallo paglierino intorno ai 200°C fino al viola dei 300°C. Questi colori sono dei riferimenti per normalizzare l’acciaio alla temperatura corretta, in base all’utilizzo finale. Gli acciai in lega richiedono delle temperature più alte per raggiungere un determinato colore rispetto a quelli carbonati.
A questo punto, diversamente dal processo di tempra che necessita di un rapido raffreddamento, puoi decidere se raffreddare velocemente o lentamente l’acciaio in base alle proprietà finali che vuoi ottenere. Le leghe d’acciaio dopo la normalizzazione diventano fragili e andrebbero fatte raffreddare lentamente.
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Avvertenze

I buchi praticati nell’acciaio prima che venga scaldato e normalizzato dovrebbero venire riaperti completamente e poi tappati con lana di amianto per evitare fessurazioni.