Acciaio per utensili, un materiale in lega eccezionalmente ad alte prestazioni, comprende principalmente carbonio, manganese, fosforo, zolfo, ferro, insieme ad elementi di lega come tungsteno, molibdeno, cromo e vanadio. Questi elementi, in particolare tungsteno, molibdeno, cromo e vanadio svolgono un ruolo cruciale nell'indurimento secondario degli acciai per utensili, conferendo proprietà fisiche e chimiche eccezionali.
Il ruolo degli elementi leganti di tungsteno, molibdeno, cromo e vanadio nell'indurimento secondario degli acciai per utensili:
Innanzitutto il tungsteno svolge un ruolo insostituibile nell'indurimento secondario degli acciai per utensili. L'aggiunta di tungsteno facilita la formazione di carburi stabili all'interno della matrice di acciaio, principalmente sotto forma di carburi di tungsteno. Questi carburi aumentano significativamente la durezza a caldo degli acciai per utensili durante il processo di tempra secondaria. Inoltre, il tungsteno si dissolve parzialmente nella matrice, formando leghe rinforzate con soluzione solida che accelerano notevolmente il processo di indurimento secondario durante il trattamento termico.
In secondo luogo, il molibdeno è un altro elemento legante fondamentale che contribuisce all’indurimento secondario degli acciai per utensili. Il molibdeno forma carburi di molibdeno ad alto punto di fusione con il carbonio, che favorisce l'indurimento secondario. Ciò consente una migliore formazione di martensite durante la tempra, migliorando così la durezza, la resistenza allo scorrimento viscoso e la stabilità termica degli acciai per utensili. Inoltre, il molibdeno migliora la resistenza alla corrosione degli acciai per utensili in mezzi specifici, consentendo loro di mantenere un'eccellente resistenza alla corrosione durante il processo di indurimento secondario, ampliando la loro applicabilità in ambienti corrosivi.
Inoltre, il vanadio mostra una forte affinità con il carbonio. L'aggiunta dallo 0.15% all'1% di vanadio agli acciai per utensili forma carburi di vanadio stabili, migliorando la durezza e la densità dell'acciaio. Il vanadio migliora anche la stabilità al rinvenimento degli acciai per utensili sciogliendo parzialmente i carburi formati nell'austenite durante il riscaldamento. Durante la tempra, questi carburi precipitano come particelle fini, provocando un indurimento secondario, aumentando così la durezza rossa degli acciai per utensili.
Infine, il cromo funge da elemento legante cruciale negli acciai per utensili. Affina la struttura in acciaio, garantendo una distribuzione uniforme in tutto il volume dell'acciaio. Il cromo forma carburi di cromo ad alto punto di fusione con il carbonio, che non solo aumentano la durezza e la resistenza all'usura degli acciai per utensili durante la tempra secondaria, ma ne migliorano anche la temprabilità, riducendo la distorsione durante la tempra. Inoltre, il cromo forma una pellicola di ossido sulla superficie dell'acciaio, migliorandone la resistenza alla corrosione.
Conclusione
In conclusione, il processo di indurimento secondario degli acciai per utensili è una fase fondamentale e diversi elementi di lega svolgono ruoli distinti in questo processo. Pertanto, la selezione degli elementi di lega appropriati e il controllo giudizioso del loro contenuto sono essenziali per garantire prestazioni ottimali degli acciai per utensili in base ai requisiti specifici di utensili e matrici.
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