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Cinetica delle transizioni degli acciai (Curve CCT (continuous cooling…
Cinetica delle transizioni degli acciai
Curve TTT
le curve TTT sono dei diagrammi sperimentali, che ci permettono di identificare le strutture ottenute al termine di un processo di raffreddamento
solitamente si rileva la variazione di dilatazione termica o della permeabilità magnetica.
Acciai eutettoidi
le curve di inizio e fine trasformazione tendono asintoticamente all'orizzontale A3 (temperatura eutettoidica)
alle alte T (T>500°C), la nucleazione è ostacolata dalla ridotta variazione di energia libera.
Una volta avviato, l'elevata T consente una rapida diffusione (velocità di diffusione del C e velocità di diffusione di altri elementi di lega determinano la crescita delle nuove fasi)-> trasformazioni posticipate, ma più rapide
alle basse T la nucleazione è favorita, notevole variazione di energia libera. Le T non elevate però non incentivano la diffusione-> come risultato ho trasformazioni che iniziano prima, ma sono decelerate.
a T intermedie ho una condizione di ottimo dei due fattori.
Al di sotto di A3, possiamo riconoscere tre zone:
nella prima, quella più a sx, ho austenite instabile, pronta a trasformarsi.
nella seconda, quella tra le due curve, ho un materiale in parte austenitico e in parte strutturato come le sue trasformazioni
nella terza, quella più a destra, l'austenite si è completamente trasformata.
Acciai ipoeutettoidi e ipereutettoidi
le curve T.T.T. sono lievemente differenti, in quanto sono presenti più asintoti orizzontali.
Ipoeutettoidi
A3 determina la temperatura di trasformazione da austenite a struttura austenite+ ferrite
A1 è diagramma simile al precedente
curve nettamente spostate a SX->difficoltà nell'avere strutture completamente martensitiche per il basso tenore di C (non ho distorsioni nel reticolo)
Ipereutettoidi
Acm separazione tra austenite e austenite+cementite
Acciai legati
ho uno spostamento più o meno accentuato delle curve verso DX (tranne cobalto, che ha effetto opposto)
questo perché gli elementi di lega rallentano i fenomeni diffusivi e il loro attivarsi.
la presenza di Cr per esempio rende una lega ipeutettoidica simile ad una eutettoidica, evitandomi la fase bifasica tra austenite e perlite
come visto in precedenza, Ms risulta abbassata, quindi la formazione di martensite è favorita.
le curve di transizione perlitica e bainitica possono essere separate o compenetrate
sono presenti delle curve tratteggiate, che stanno ad indicare l'incertezza sperimentale dell'avvenimento delle trasformazioni
le curve dipendono anche dai parametri di austenitizzazione (T e t) poiché influenzano le dimensioni del grano e quindi il tempo di nucleazione, nonché dal tenore degli elementi legati. (grana grossolana ad alte T)
si ottengono portando il materiale ad una certa temperatura (es. austenite) e poi sottoraffreddarlo in maniera quasi istantanea, studiando la trasformazione a T di riferimento.
Curve CCT
continuous cooling transformation
sono curve sperimentali, si ottengono attraverso raffreddamento continuo da austenite, condotto a velocità costante.
curve inizio trasf. sono quelle in cui la nuova fase è presene almeno 1%
curve fine trasf. sono indicate da percentuali e intersecano curve velocità raffreddamento costante.
rispetto alle curve TTC, i punti di inizio trasformazione risultano essere spostati a T inferiori e verso destra (t superiori)
queste curve sono utili per indentificare cosa accade ad un componente che viene raffreddato.
Infatti è possibile notare come l'austenite che non si trasforma in perlite (austenite residua), riesce a raggiungere Ms e quindi ad avviare la trasformazione in martensite
è importante notare la presenza d una velocità Vs (velocità limite superiore) che permette di individuare la legge di raffreddamento meno rapida che rende possibile una trasformazione esclusiva da austenite a martensite
la curva di Ms non è sempre una retta perché, se il raffreddamento passa da bainite, la diffusione dei carburi comporta un ulteriore abbassamento di Ms
Elementi di lega
austenetizzanti
stabilizzano l'austenite, aumento l'intervallo di T in cui è stabile.
Ni, Mn e C
ferritizzanti
stabilizzano la ferrite
Cr, Ti, V, Al, Nb
come visto in precedenza, tendono in generale a rallentare le trasformazioni
tendono a diffondere nella nuova fase
possono diffondere sia come sostituzionali che come seconda fase (il Ni non può)
cineticamente parlando, rallentano perché:
deve essere garantita una certa ripartizione degli elementi nelle nuove fasi, è necessario il tempo di diffusione
stabilizzazione di austenite -> minore deltaG -> minore nucleazione nuove fasi
diminuzione della diffusività del C