In che modo i diversi processi di trattamento termico (ricottura, solubilizzazione, invecchiamento) regolano la durezza delle leghe a base di nichel-
1. Ricottura: ammorbidire la lega per ridurre la durezza
Principio fondamentale
Effetto sulla durezza
Per le leghe a base di nichel - lavorate a freddo - (ad esempio, fogli Inconel 625 laminati a freddo -), la ricottura elimina l'incrudimento cancellando gli accumuli di dislocazioni, con conseguente significativa diminuzione della durezza e aumento della duttilità.
Per le leghe a base di nichel fuso -, la ricottura riduce la durezza causata dalla segregazione dendritica e dalle tensioni residue, rendendo la lega più facile da lavorare.
Esempio: l'Inconel 718 lavorato a freddo - ha una durezza di circa 320 HB. Dopo la ricottura a 980∘C per 1 ora seguita dal raffreddamento in forno, la sua durezza scende a circa 190 HB.
2. Trattamento della soluzione: omogeneizzazione della matrice per impostare una linea di base della durezza
Principio fondamentale
Effetto sulla durezza
Rispetto allo stato grezzo - colato o lavorato a freddo -, il trattamento della soluzione riduce la durezza dissolvendo le fasi secondarie grossolane e fragili e omogeneizzando la matrice. Ad esempio, poiché - Inconel 718 colato ha una durezza di ~250 HB e, dopo il trattamento della soluzione a 1065∘C per 1 ora e il raffreddamento in acqua, la durezza diminuisce a ~210 HB.
Rispetto allo stato ricotto, le leghe trattate con soluzione - hanno una durezza leggermente superiore perché la soluzione solida sovrasatura ha un grado di distorsione reticolare più elevato rispetto alla matrice di equilibrio formata dal raffreddamento lento durante la ricottura.
Il trattamento della soluzione da solo non può massimizzare la durezza delle leghe a base di nichel - induribile per precipitazione -; prepara solo la microstruttura per il successivo rafforzamento.
3. Trattamento di invecchiamento: fasi precipitanti di rafforzamento per massimizzare la durezza
Principio fondamentale
Effetto sulla durezza
Per l'Inconel 718 trattato con soluzione -, dopo un invecchiamento in doppia - fase (720∘C per 8 ore, raffreddamento in forno a 620∘C per 8 ore, quindi raffreddamento ad aria), la sua durezza aumenta bruscamente da ~210 HB a360–400 HB.
Il cambiamento di durezza durante l'invecchiamento segue un andamento tipico: aumenta rapidamente nella fase iniziale (quando i precipitati si nucleano e raggiungono una dimensione critica), raggiunge un picco quando i precipitati sono fini e distribuiti uniformemente, e poi diminuisce (invecchiamento eccessivo) quando i precipitati diventano grossolani e perdono la loro capacità di dislocazione - di fissazione.
Per le leghe a base di nichel non temprabile - - con precipitazione - (ad esempio, Inconel 600, una lega solida - rinforzata con una soluzione), l'invecchiamento ha poco effetto sulla durezza perché non ci sono fasi di rinforzo da precipitare; la sua durezza dipende principalmente dal trattamento di solubilizzazione e dalla lavorazione a freddo.
4. Effetto sinergico dei processi combinati
Trattamento in soluzione + Invecchiamento: la combinazione più comune per le leghe a base di nichel - induribile per precipitazione -, che può raggiungere la massima durezza e resistenza mantenendo una tenacità accettabile.
Ricottura + Lavorazione a freddo + Trattamento di solubilizzazione: Utilizzato per regolare la dimensione del grano della lega; la durezza può essere controllata regolando il grado di lavorazione a freddo prima del trattamento della soluzione.
