Bonomi Acciai: la nitrurazione

Bonomi Acciai: la nitrurazione.

La nitrurazione è un trattamento termochimico di indurimento superficiale degli acciai, e non solo, utilizzato con lo scopo di combattere fenomeni e meccanismi quali usura abrasiva-adesiva-erosiva, rotolamento-strisciamento, fatica meccanica e termomeccanica.

Tale processo modifica, superficialmente, la chimica dell’acciaio del componente trattato per via della diffusione nel ferro di azoto atomico, con conseguente formazione di nitruri.

Microstruttura tipica della superficie di un componente nitrurato
(gentile concessione dell’azienda TTN SpA)
Microstruttura tipica della superficie di un componente nitrurato (gentile concessione dell’azienda TTN SpA)

Moltissimi acciai possono essere nitrurati ma, tale processo è tipicamente eseguito su acciai da bonifica, o da nitrurazione, contenenti alcuni elementi di lega che formano nitruri (Al, Cr, Mo, V, Nb) i quali sono i fautori del conferimento della durezza dopo trattamento.

Effetto degli alliganti formatori di nitruri presenti negli acciai
sulla durezza ottenibile dopo nitrurazione
Effetto degli alliganti formatori di nitruri presenti negli acciai sulla durezza ottenibile dopo nitrurazione

Le profondità di indurimento che si ottengono sono nell’ordine dei decimi di millimetro. Per acciai da lavorazione a caldo si raggiungono durezze di 1000 ÷ 1100 HV.

Microstruttura ed impronte di durezza in sezione di un componente in acciaio da utensile dopo processo di nitrurazione
Microstruttura ed impronte di durezza in sezione di un componente in acciaio da utensile dopo processo di nitrurazione

Le profondità di indurimento che si ottengono sono nell’ordine dei decimi di millimetro. Per acciai da lavorazione a caldo si raggiungono durezze di 1000 ÷ 1100 HV.

Micrografia 1500X lega di titanio Ti-6 Al-4 V con strato dei composti (TiN) di 2 μm
(gentile concessione dell’azienda TAG srl)
Micrografia 1500X lega di titanio Ti-6 Al-4 V con strato dei composti (TiN) di 2 μm (gentile concessione dell’azienda TAG srl)

Tra i vantaggi di questo processo ci sono le basse temperature di esecuzione (tipicamente 480÷530°C) e la possibilità di effettuarsi su particolari pressoché finiti grazie al fatto che non si ha una modifica della struttura e distorsioni e cambiamenti dimensionali sono minimizzati.

Esempi di iper-nitrurazioni. Gli eccessivi nitruri formatisi vanno a depositarsi attorno ai bordi dei grani e ad aggregarsi in forma reticolare comportando un decadimento dei valori di resilienza e conseguente aumento della fragilità.
Esempi di iper-nitrurazioni. Gli eccessivi nitruri formatisi vanno a depositarsi attorno ai bordi dei grani e ad aggregarsi in forma reticolare comportando un decadimento dei valori di resilienza e conseguente aumento della fragilità.
Esempi di iper-nitrurazioni. Gli eccessivi nitruri formatisi vanno a depositarsi attorno ai bordi dei grani e ad
aggregarsi in forma reticolare comportando un decadimento dei valori di resilienza e conseguente aumento della fragilità.