Il Rame e l’Azoto, come cambiano gli acciai

Il caso del Rame
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Il Rame (Cu), con punto di fusione 1084°C, è probabilmente il metallo che l’uomo usa da più tempo, dato che cono stati ritrovati reperti databili 9000 aC. Il simbolo Cu deriva dal termine latino Cuprum con cui Plinio chiamò questo metallo di colore rosato/rossastro, caratterizzato da elevatissime conducibilità elettrica e termica, superate solo dall’Argento. Grazie alla capacità di passivarsi, il Rame è molto resistente a corrosione e non è magnetico; duttile e malleabile, è facilmente lavorabile, ma non per asportazione di truciolo; i rottami di Rame hanno un alto valore di recupero in quanto facilmente riciclabili. Ritenuto indesiderato nell’acciaio perché provoca fragilità a caldo quando supera 0.40%, il Rame può essere aggiunto in qualsiasi momento e lo si ritrova integralmente nell’acciaio a fine colata; di conseguenza, se indesiderato, occorre che i rottami ne siano privi. Comunque, causa la presenza come inquinante nei rottami o le aggiunte in particolari acciai strutturali, nel tempo, per quanto in maniera molto lenta, si è verificato un progressivo aumento del tenore di Rame negli acciai che provengono da carica solida. La presenza di Rame negli acciai migliora lievemente la caratteristiche meccaniche a causa della segregazione a bordo grano; un tenore di Rame dello 0.25÷0.30%  aumenta notevolmente la resistenza alla corrosione atmosferica; la lavorabilità a caldo non subisce peggioramenti fino ad aggiunte intorno 1,7%, mentre sia la lavorabilità a freddo che la saldabilità restano soddisfacenti fino a tenori 0,6%.

Il caso dell’Azoto
L’Azoto (N), è un gas biatomico, incolore e inodore ed è il quinto elemento più abbondante nell’universo, il primo elemento per abbondanza dell’aria e il quarto nel corpo umano; il suo punto di fusione è a -210°C  e, oltre che nell’aria, si trova nelle proteine che costituiscono tutte le forme di vita, in alcuni depositi di idrocarburo naturale e in molti composti organici e inorganici. I fattori di influenza dell’Azoto sugli acciai riguardano sia l’elemento come costituente di lega, sia come elemento responsabile dell’elevatissimo indurimento superficiale, a seguito del trattamento di nitrurazione. La presenza di Azoto nell’acciaio dipende sia dalle pratiche del processo di fabbricazione che da eventuali opportune aggiunte. Per quanto riguarda l’azione su ferro e acciaio, sembra accertato un leggero aumento della resistenza a trazione, dell’allungamento e della strizione, mentre ha una azione specifica sull’invecchiamento e, allargando il campo di esistenza della fase ɣ, stabilizza l’austenite. In particolare, negli acciai inossidabili vengono fatte aggiunte di azoto, per mezzo di ferro leghe azotate, per aumentarne la resistenza meccanica, e stabilizzare l’austenite, come è il caso degli inox al Cromo, al Cromo-Nichel o al Cromo-Nichel-Manganese. Un tenore di Azoto intorno 0,012% favorisce lo spezzettamento del truciolo, con un conseguente miglioramento della lavorabilità per asportazione di truciolo. In generale, per applicazioni criogeniche, o comunque a basse temperature, la presenza di Azoto è da ritenersi nociva in quanto abbassa la tenacità.

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