Domanda: È più stabile la microstruttura perlitica o quella sferoiditica? Perché?

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1 Verifica dei Concetti 10.1 Domanda: È più stabile la microstruttura perlitica o quella sferoiditica? Perché? Risposta: La microstruttura sferoiditica è più stabile di quella perlitica. Dal momento che la perlite si trasforma in sferoidite, significa che quest ultima è più stabile.

2 Verifica dei Concetti 10.2 Domanda: Citare due importanti differenze tra trasformazioni perlitiche e martensitiche. Risposta: Le due maggiori differenze sono: 1) per la trasformazione perlitica è necessaria la diffusione degli atomi, mentre la martensitica avviene senza diffusione; e 2) per quanto riguarda la velocità di diffusione, la trasformazione martensitica è praticamente istantanea, mentre quella perlitica è tempo dipendente.

3 Verifica dei Concetti 10.3 Domanda: Disegnare un diagramma di trasformazione isotermica per la lega ferro-carbonio di composizione eutettoide (Figura 10.22) e quindi tracciare sul diagramma un percorso temperatura tempo per ottenere il 100% di perlite fine. Risposta: Di seguito viene riportato un diagramma di trasformazione isotermica per una lega ferro-carbonio eutettoide sul quale è stato tracciato il percorso temperatura-tempo da seguire per ottenere il 100% di perlite fine.

4 Verifica dei Concetti 10.4 Domanda: Descrivere brevemente il più semplice trattamento termico in raffreddamento continuo per convertire un acciaio 4340 da (martensite + bainite) a (ferrite + perlite). Risposta: Per convertire la (martensite + bainite) a (ferrite + perlite) è necessario riscaldare al di sopra di 720 C, fino alla completa austenitizzazione, e quindi raffreddare fino alla temperatura ambiente con velocità eguale o minore di C/s (Figura 10.28)

5 Verifica dei Concetti 10.5 Domanda: Elencare in ordine decrescente di resistenza a trazione le seguenti leghe ferrocarbonio con le rispettive microstrutture % in peso C con sferoidite 0.25 % in peso C con perlite grossolana 0.6 % in peso C, con perlite fine 0.6 % in peso C con perlite grossolana. Giustificare l elenco. Risposta: L elenco è il seguente: (1) 0.6 % in peso C con perlite fine (2) 0.6 % in peso C con perlite grossolana (3) 0.25 % in peso C con perlite grossolana (4) 0.25 % in peso C con sferoidite. La 0.25 % C, perlite grossolana è più resistente della 0.25 % C, sferoidite, poiché la perlite grossolana è più resistente della sferoidite; la composizione delle due leghe è la stessa. La 0.6% C, perlite grossolana è più resistente della 0.25 % C, perlite grossolana, poiché al crescere del contenuto di carbonio cresce la resistenza (mantenendo la stessa struttura a perlite grossolana). Infine, la 0.6 % C, perlite fine è più resistente della 0.6 % C, perlite grossolana, dal momento che la resistenza della perlite fine è maggiore di quella della perlite grossolana perché nella perlite fine c è maggior sviluppo di bordo grano delle fasi ferrite-cementite.

6 Verifica dei Concetti 10.6 Domanda: Descrivere un trattamento isotermico per ottenere in un acciaio eutettoide una durezza pari a 93 HRB. Risposta: In base alla Figura 10.30(a), un acciaio con 0.76 % in peso di C, per avere una durezza Rockwell di 93 HRB, deve avere la microstruttura della perlite grossolana. Pertanto, utilizzando il diagramma di trasformazione isotermica per questa lega, Figura 10.22, dopo austenitizzazione a 760 C, si deve raffreddare rapidamente alla temperatura a cui si forma la perlite grossolana (circa 675 C), e quindi lasciare che l acciaio si trasformi completamente in modo isotermico, in perlite grossolana. A questa temperatura il trattamento isotermico richiede almeno 200 s. Quindi si può raffreddare sino a temperatura ambiente (la velocità di raffreddamento non è importante).

7 Verifica dei Concetti 10.7 Domanda: Un acciaio viene temprato in acqua a temperatura ambiente, a partire da una temperatura interna alla regione austenitica, per formare martensite; la lega è poi successivamente rinvenuta ad una temperature elevata, che viene mantenuta costante (a) Disegnare in un diagramma in modo schematico la variazione di duttilità a temperatura ambiente in funzione del logaritmo del tempo di rinvenimento ad elevata temperatura. (Assicurarsi di designare gli assi). (b) Sullo stesso diagramma tracciare il comportamento a temperatura ambiente nel caso di rinvenimento a temperatura maggiore della precedente, e spiegare brevemente la differenza che ne risulta. Risposta: (a) Di seguito viene riportato il diagramma richiesto. (b) la retta relativa alla temperatura più elevata (T H ) giace al di sopra di quella a temperatura più bassa (T L ) poiché le particelle di Fe 3 C nella martensite rinvenuta crescono più velocemente a temperatura più alta; quindi, per un dato tempo di rinvenimento risulteranno più grandi se la temperatura è maggiore. La lega rinvenuta alla temperatura più alta sarà più duttile perché vi saranno meno bordi di grano della fase α-fe 3 C (dovuto alla particelle Fe 3 C più grandi) che possono impedire il movimento delle dislocazioni.