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L'azzaru di carbone hè un azzaru cun cuntenutu di carbonu da circa 0,05 à 3,8 per centu in pesu.La définition de l'acier au carbone de l'Institut américain du fer et de l'acier (AISI) précise :
1. nisun cuntenutu minimu hè specificatu o necessariu per u cromu, cobalt, molibdenu, nickel, niobium, titaniu, tungstenu, vanadium, zirconiu, o qualsiasi altru elementu per esse aghjuntu à ottene un effettu di aleazione desideratu;
2. u minimu specificatu per u ramu ùn supera u 0,40 per centu;
3. o u cuntenutu massimu specificatu per qualsiasi di l'elementi seguenti ùn trapassa i percentuali nutati: manganese 1,65 per centu;siliciu 0,60 per centu;cobre 0,60 per centu.
U termu carbon steel pò ancu esse usatu in riferimentu à l'azzaru chì ùn hè micca l'acciaio inox;in questu usu l'azzaru di carbone pò include l'acciai in lega.L'acciaio à altu carbonu hà assai usi diffirenti, cum'è fresatrici, arnesi di taglio (cum'è scalpelli) è fili d'alta resistenza.Queste applicazioni necessitanu una microstruttura assai più fina, chì migliurà a tenacità.

Quandu u cuntenutu di u percentuale di carbone cresce, l'azzaru hà a capacità di diventà più duru è più forte per u trattamentu di calore;però, diventa menu duttile.Indipendentemente da u trattamentu termale, un cuntenutu di carbone più altu riduce a saldabilità.In l'acciai di carbonu, u più altu cuntenutu di carbone diminuisce u puntu di fusione.

U scopu di u trattamentu termicu di l'azzaru di carbone hè di cambià e proprietà meccaniche di l'azzaru, di solitu duttilità, durezza, forza di rendiment, o resistenza à l'impattu.Innota chì a conduttività elettrica è termale sò solu ligeramente alterate.Cum'è cù a maiò parte di e tecniche di rinfurzà per l'azzaru, u modulu di Young (elasticità) ùn hè micca affettatu.Tutti i trattamenti di duttilità di u cummerciu di l'acciaio per una forza aumentata è viceversa.U ferru hà una solubilità più altu per u carbone in a fase di austenite;dunque tutti i trattamenti termichi, eccettu spheroidizing è process annealing, principianu da riscalda l 'azzaru à una temperatura à a quale a fase austenitic pò esse.L'acier est ensuite trempé (chaleur étirée) à une vitesse modérée à faible permettant au carbone de se diffuser hors de l'austénite formant du carbure de fer (cementite) et laissant de la ferrite, ou à un rythme élevé, emprisonnant le carbone dans le fer formant ainsi la martensite. .La vitesse à laquelle l'acier se refroidit à travers la température eutectoïde (environ 727 °C) affecte la vitesse à laquelle le carbone se diffuse de l'austénite et forme cementite.En règle générale, un refroidissement rapide laissera le carbure de fer finement dispersé et produira une perlite à grains fins et un refroidissement lente donnera une perlite plus grossière.Le refroidissement d'un acier hypoeutectoïde (moins de 0,77 % en poids C) se traduit par une structure lamellaire-perlitique de strates de carbure de fer avec de l'α-ferrite (fer presque pur) entre elles.S'ellu hè azzaru hypereutectoid (più di 0,77 wt% C), allora a struttura hè piena di pearlite cù grani chjuchi (più grande di a lamella di perlita) di cementite furmatu nantu à i cunfini di granu.Un azzaru eutectoide (0,77% di carbone) averà una struttura di perlite in tuttu u granu senza cementite à i cunfini.A quantità relative di custituenti si trovanu cù a regula di leva.A seguita hè una lista di i tipi di trattamentu termale pussibule.

Alloy steel hè azzaru chì hè alliatu cù una varietà di elementi in quantità totali trà 1,0% è 50% in pesu per migliurà e so proprietà meccaniche.L'acciai in lega sò spartuti in dui gruppi: acciai in lega bassa è acciai in lega alta.A diffarenza trà i dui hè disputata.Smith è Hashemi definiscenu a diffarenza à 4,0%, mentri Degarmo, et al., definiscenu à 8,0%.A più comuna, a frasa "acciaio in lega" si riferisce à l'acciai in lega bassa.

Strictly speaking, ogni azzaru hè una lega, ma micca tutti l'acciai sò chjamati "acciai ligati".L'acciai più simplici sò ferru (Fe) alliatu cù carbone (C) (circa 0,1% à 1%, secondu u tipu).In ogni casu, u terminu "acciaio in lega" hè u termu standard chì si riferisce à l'acciai cù altri elementi di ligatura aghjuntu deliberatamente in più di u carbone.Alloyants cumuni include manganese (u più cumuni), nickel, cromu, molibdenu, vanadiu, siliciu è boru.Alloyants menu cumuni includenu aluminium, cobalt, ramu, cerium, niobium, titaniu, tungstenu, stagnu, zincu, piombo è zirconiu.

U seguitu hè una gamma di proprietà migliorate in l'acciai in lega (in cunfrontu cù l'acciai di carbonu): forza, durezza, durezza, resistenza à l'usura, resistenza à a corrosione, induribilità è durezza calda.Per ottene alcune di queste proprietà migliorate, u metallu pò esse bisognu di trattamentu termale.

Alcune di queste trovanu usi in applicazioni esotiche è assai esigenti, cum'è in e pale di turbine di mutori di jet, è in reattori nucleari.A causa di e proprietà ferromagnetiche di u ferru, certi ligami d'acciaio trovanu applicazioni impurtanti induve e so risposti à u magnetismu sò assai impurtanti, ancu in i mutori elettrici è in i trasformatori.

Sferoidizzante
L'esferoidite si forma quandu l'azzaru di carbone hè riscaldatu à circa 700 ° C per più di 30 ore.Spheroidite pò furmà à a temperatura più bassa, ma u tempu necessariu aumenta drasticamente, postu chì questu hè un prucessu cuntrullatu da diffusione.U risultatu hè una struttura di bastone o sfere di cementite in a struttura primaria (ferrite o perlita, secondu di quale latu di l'eutectoide site).U scopu hè di ammorbidisce l'acciai di carbone più altu è permette più formabilità.Questa hè a forma più morbida è duttile di l'azzaru.

Ricottura piena
L'azzaru di carbone hè calatu à circa 40 °C sopra à Ac3 o Acm per 1 ora;Questu assicura chì tutta a ferrite si trasforma in austenite (ancu se a cementite puderia esse sempre se u cuntenutu di carbone hè più grande di l'eutectoide).L'azzaru deve esse rinfriscatu lentamente, in u regnu di 20 ° C (36 ° F) per ora.Di solitu si tratta di un furnace cooled, induve u furnace hè spenta cù l'acciaio sempre in l'internu.Questu risultatu in una struttura perlitica grossa, chì significa chì e "bande" di perlita sò grossi.L'acciaio cumplettamente annealed hè duttile è duttile, senza stress internu, chì hè spessu necessariu per a furmazione di costu.Solu l'acciaio sferoidizatu hè più suave è più duttile.

Annealing di prucessu
Un prucessu utilizatu per rinfurzà u stress in un azzaru di carbonu lavoratu à friddu cù menu di 0,3% C. L'azzaru hè generalmente riscaldatu à 550-650 ° C per 1 ora, ma qualchì volta temperatures finu à 700 ° C.L'imaghjina à destra [clarificazione necessaria] mostra l'area induve si trova l'annealing di prucessu.

Ricottura isotermica
Hè un prucessu in quale l'acciaio ipoeutectoide hè riscaldatu sopra a temperatura critica superiore.Sta temperatura hè mantinuta per un tempu è dopu ridutta à sottu à a temperatura critica più bassa è hè di novu mantene.Dopu hè rinfriscatu à a temperatura di l'ambienti.Stu metudu elimina ogni gradiente di temperatura.

Normalizing
L'azzaru di carbone hè calatu à circa 55 °C sopra à Ac3 o Acm per 1 ora;questu assicura chì l'azzaru si trasforma cumplettamente in austenite.L'azzaru hè allora rinfriscatu à l'aria, chì hè una freccia di rinfrescante di circa 38 ° C (100 ° F) per minutu.Questu risultatu in una struttura perlitica fina, è una struttura più uniforme.L'azzaru nurmalizatu hà una forza più altu ch'è l'acciaio annealed;hà una forza è durezza relativamente alta.

Spegnimentu
L'acciaio di carbone cù almenu 0,4% in peso di C hè riscaldatu à a temperatura di normalizazione è poi rapidamente rinfriscatu (estu) in acqua, salmuera o oliu à a temperatura critica.A temperatura critica dipende da u cuntenutu di carbone, ma in regula generale hè più bassu cum'è u cuntenutu di carbone aumenta.Questu risultatu in una struttura martensitica;una forma d'azzaru chì pussede un cuntenutu di carbonu super-saturatu in una struttura cristallina cubica centrata in u corpu (BCC) deformata, chjamata currettamente tetragonal centrata in u corpu (BCT), cù assai stress internu.Cusì l'acciaio tempratu hè estremamente duru ma fragile, di solitu troppu fragile per scopi pratichi.Queste tensioni internu ponu causà cracks di stress in a superficia.L'acciaio tempratu hè apprussimatamente trè volte più duru (quattru cù più carbonu) chì l'azzaru nurmalizatu.

Martempering (marquenching)
U martempering ùn hè micca veramente un prucessu di tempera, da quì u terminu marcanching.Hè una forma di trattamentu termicu isotermicu appiicatu dopu à un quench iniziale, tipicamente in un bagnu di sali fusi, à una temperatura ghjustu sopra à a "temperature iniziale di martensite".À questa temperatura, i stress residuali in u materiale sò alleviati è qualchì bainite pò esse furmatu da l'austenite ritenuta chì ùn hà micca avutu u tempu di trasfurmà in qualcosa altru.In l'industria, questu hè un prucessu utilizatu per cuntrullà a duttilità è a durezza di un materiale.Cù marcanching più longu, a duttilità aumenta cù una perdita minima di forza;l'azzaru hè tenutu in questa suluzione finu à chì a temperatura interna è esterna di a parte equalize.Allora l'azzaru hè rinfriscatu à una velocità moderata per mantene u gradiente di temperatura minimu.Stu prucessu ùn solu riduce i stress interni è i cracks di stress, ma ancu aumenta a resistenza à l'impattu.

Tempering
Questu hè u trattamentu termale più cumuni incontratu, perchè e proprietà finali ponu esse precisamente determinate da a temperatura è u tempu di u tempering.La trempe consiste à réchauffer l'acier trempé à une température inférieure à la température eutectoïde puis à le refroidir.A temperatura elevata permette quantità assai chjuche di spheroidite per furmà, chì restaurà a duttilità, ma riduce a durezza.Temperature è tempi attuali sò scelti currettamente per ogni cumpusizioni.

Austempering
U prucessu di austempering hè u listessu cum'è martempering, salvu chì u quench hè interrottu è l'azzaru hè tenutu in u bagnu di sali fusi à una temperatura trà 205 ° C è 540 ° C, è dopu rinfriscatu à un ritmu moderatu.L'acciaio resultanti, chjamatu bainite, pruduce una microstruttura acicular in l'azzaru chì hà una grande forza (ma menu di martensite), una duttilità più grande, una resistenza à l'impattu più altu, è menu distorsioni di l'azzaru martensite.U svantaghju di l'austempering hè chì pò esse usatu solu nantu à uni pochi d'acciai, è hè bisognu di un bagnu di sali speciale.

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