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Preparazione di materiali trattati termicamente

Originario dell’età del bronzo, il trattamento termico fu ulteriormente sviluppato per processare il ferro (fabbro) nell’800 a.C., raggiungendo un primo picco con la produzione di acciaio Damasco all’inizio del XX secolo d.C. (vedere figura 1).

Il ferro è stato convertito in acciaio aggiungendo carbonio, quindi conferendo alla lega nuove proprietà quali l'aumento della durezza. Un gran numero di leghe di ferro e di vari elementi sono stati studiati per lo sviluppo di nuovi tipi di acciaio adatti a diverse applicazioni. Un altro modo per cambiare le proprietà dell'acciaio è il trattamento termico come la tempra. Poiché il tempo gioca un ruolo cruciale in questo processo, sono stati sviluppati vari diagrammi di “temperatura – tempo”. Tutt’oggi, infatti, esistono valutazioni di molti diagrammi di temperatura atti a produrre il miglior acciaio per un'applicazione specifica. Questi diagrammi mostrano la correlazione tra tempo e calore e la rispettiva struttura (austenite, martensite, bainite) dell'acciaio trattato. Il trattamento termico viene eseguito principalmente presso i trattamentisti termici. I materiali trattati presso i trattamentisti sono per lo più identici e, risultati riproducibili, affidabili e comparabili sono obbligatori. Per un controllo efficace del processo, è necessario testare un gran numero di campioni. A causa di questo elevato numero di campioni, il loro processo di preparazione dovrebbe essere semplice e veloce. Inoltre, la preparazione deve risultare in un'eccellente planarità del campione per garantire un'ispezione superficiale facile e senza errori. 

Coltello in acciaio Damasco moderno

Coltello in acciaio Damasco moderno

Preparazione di materiali trattati termicamente

QATM offre prodotti per tutte le applicazioni di materialografia

Il processo di preparazione metallografica

Come conseguenza di tutti i suddetti requisiti, il metodo di preparazione dovrebbe includere:
  • taglio rapido e delicato dei campioni
  • inglobamento rapido della superficie piana
  • levigatura / lucidatura veloce e delicata
La troncatrice Brillant 240 di QATM offre il vantaggio di un taglio rapido e delicato scegliendo la funzione CareCut, la quale riduce il calore durante il taglio e limita la deformazione del campione. Ciò facilita la successiva rapida preparazione del campione con un basso grado di deformazione e nessuna, o minima, modifica strutturale.
Per ottenere una superficie piana ed un’ottima adesione della resina al bordo, la nostra pressa inglobatrice modulare a caldo Opal X-Press, utilizzata con Epo black come resina di inglobamento, soddisfa i requisiti di alta produttività, ottima adesione al bordo ed una superficie piana. Diversi metodi di pre-levigatura e lucidatura possono essere applicati per i campioni provenienti dal campo industriale. Inoltre, i metodi di preparazione discussi in seguito forniranno una panoramica dei metodi utilizzati in suddetto campo

Troncatrici

Metodi di preparativa

Metodo 1

Questo metodo è stato ben consolidato da molto tempo. A causa della durezza dei campioni trattati termicamente, la durata della carta SiC è piuttosto breve, con conseguenti costi relativamente elevati per il consumo dei materiali abrasivi.

La preparazione è la seguente:  

Passo Medium Lubrificante / sospensione Velocità (rpm) Direzione dei portacampioni Carico singolo (N ) Time (min.)
Grinding SiC, P180 Acqua 300 In senso orario 30 Fino all'aereo
Grinding SiC, P320 Acqua 300 In senso orario 30 1:00
Grinding SiC, P600 Acqua 300 In senso orario 30 1:00
Grinding SiC, P1200 Acqua 300 In senso orario 30 1:00
Lucidatura IOTA Dia complete, 3 150 In senso orario 30 5:00

Metodo 2

La pre-levigatura planare con pietra offre il vantaggio di una preparazione rapida ed economica, anche se comporta un investimento per una macchina speciale. Il tempo di preparazione complessivo viene ridotto in quanto non è necessario sostituire i fogli SiC. Inoltre, è possibile utilizzare dischi diamantati che hanno una lunga durata.

Passo Medium Lubrificante / sospensione Velocità (rpm) Direzione dei portacampioni Carico singolo (N ) Time (min.)
Grinding Pietra, P100 Acqua fixed In senso orario 30 Fino all'aereo
Pre-lucidatura Galaxy Contero H Dia Complete, 9 µm 150 In senso antiorario 30 4:00
Lucidatura IOTA Dia Complete, 3 µm 150 In senso orario 30 4:00

Per evitare l'investimento per una nuova macchina, si possono utilizzare dischi diamantati per la pre-levigatura planare, i quali offrono il vantaggio di utilizzare attrezzature standard per la pre-levigatura e la lucidatura. 

Metodo 3

Il disco di pre-levigatura Galaxy è molto rigido e produce superfici piane anche se la durezza della superficie del campione varia.

Passo Medium Lubrificante / sospensione Velocità (rpm) Direzione dei portacampioni Carico singolo (N ) Time (min.)
Grinding Galaxy red Acqua 300 In senso orario 30 Fino all'aereo
Pre-lucidatura Galaxy Contero H Dia Complete, 9 µm 150 In senso orario 30 5:00
Lucidatura IOTA Dia Complete, 3 µm 150 In senso orario 30 4:00

Preparazione di materiali trattati termicamente

Ferrite-Perlite, incisa con il 3% di Nital, campo chiaro 20x

Preparazione di materiali trattati termicamente

Struttura martenitica dopo trattamento termico, incisa con 3% di Nital, campo chiaro 20x.

Conclusione

Presso i trattamentisti, i requisiti per la preparazione dei campioni comprendono tempi di preparazione brevi, un elevato rendimento e risultati affidabili con una buona planarità del campione per prove di durezza o esami superficiali. Il metodo di preparazione con carta SiC comporta costi relativamente elevati, l'uso di una pietra per la macinazione richiede investimenti in una macchina speciale. Il metodo dei panni di lucidatura offre il vantaggio di utilizzare macchine esistenti e materiali di consumo di lunga durata, garantendo la massima efficienza in termini di costi e soddisfacendo tutti i requisiti di preparazione necessari. 

QATM Prodotti & Contatto

QATM offre un'ampia gamma di strumenti innovativi e robusti per la materialografia, la metallografia e la prova di durezza. I nostri esperti conoscono i requisiti di ogni settore industriale e saranno lieti di aiutarvi a trovare la soluzione giusta per la vostra applicazione.