Temprabilità del 42CrMo4 rispetto al C45

Nel numero scorso avevamo visto che per poter essere conformi alla classe 8.8 della EN ISO 898-1 non è sufficiente la conformità all’analisi chimica e alle prove meccaniche ma è necessario che la struttura ottenuta dopo tempra sia all’incirca del 90% a cuore della sezione filettata dell’organo di collegamento.
Questo traguardo è facilmente raggiungibile nel caso in cui si utilizzi un acciaio legato come ad esempio 42CrMo4, 34CrNiMo6, 30NiCrMo8 mentre non lo è utilizzando un acciaio al carbonio come il C45.
Come è noto, gli acciai al carbonio hanno una temprabilità molto minore rispetto agli acciai legati, dove con il termine temprabilità si indica la capacità dell’acciaio di ottenere una struttura martensitica dopo trattamento di tempra.
La temprabilità del 42CrMo4 rispetto a quella del C45 è nettamente superiore.
Questo lo si evince confrontando le curve CCT (Continuous Cooling Transformation) di questi due acciai, curve che indicano l’inizio e la fine delle transizioni di fase che avvengono in un acciaio sottoposto ad un processo di raffreddamento costante dopo un mantenimento in fase austenitica. 
Come si può vedere dalla figura 1, per poter ottenere il 100% di martensite con il 42CrMo4, durante il raffreddamento di tempra è necessario raggiungere dopo circa 6-7 minuti i 350°C.
Nel caso del C45 (figura 2) per ottenere il 100% di martensite il tempo necessario per ottenere martensite dopo tempra è nell’ordine dei secondi.
Si può pertanto comprendere che con gli acciai al carbonio non è possibile ottenere una struttura martensitica con manufatti di dimensioni rilevanti che necessitano di tempi di raffreddamento maggiori.
Si potrà obiettare che il caso visto la volta scorsa era riferito ad un diametro 14.40 mm, quindi una sezione piccola e pertanto anche nel caso del C45 la struttura dopo tempra avrebbe dovuto essere di martensite.
Qui entra in gioco però il ciclo di fabbricazione.
Le barre filettate di dimensioni inferiori al tondo 20 mm vengono generalmente prodotte da barre trafilate bonificate.
Nel caso delle barre trafilate i trattamenti termici vengono effettuati prima del processo di trafilatura perché se svolti successivamente annullerebbero l’effetto di incrudimento, peggiorerebbero la tolleranza sul diametro e lo stato superficiale che passerebbe da lucido ad ossidato.
Dal momento che con diametri inferiori a 20 mm la trafilatura viene eseguita su macchine combinate rotolo – barra, il trattamento termico viene eseguito su un rotolo laminato da 1800-2000 kg, quindi con una massa che impedisce ad acciai poco temprabili come quelli al carbonio di poter ottenere dopo tempra la struttura richiesta dalla norma EN ISO 898-1.
La situazione cambia però se il trattamento termico viene realizzato sul pezzo già lavorato: in questo caso lo spessore è piccolo e con opportuni trattamenti termici è possibile ottenere una struttura martensitica del 90%.
In conclusione, per poter ottenere materiale conforme alla classe 8.8 della norma EN ISO 898-1 è necessario scegliere l’acciaio corretto in funzione del ciclo di produzione.
Nel caso aveste dubbi su questa scelta, il laboratorio SMT è sempre disponibile ad offrirvi una consulenza, oltre che ad eseguire qualunque tipo di test sui vostri manufatti, prove meccaniche, chimiche, metallografiche fino alle prove di fatica.