La prova Jominy: come gli elementi di lega aumentano la temprabilità degli acciai

Dopo aver analizzato singolarmente gli elementi di lega (Carbonio, Cromo, Molibdeno, Nichel, Vanadio, ecc.), è il momento di vedere il loro effetto concreto sulla temprabilità degli acciai speciali, ossia la capacità di generare in profondità struttura martensitica durante la tempra. Per valutare questa attitudine, uno dei test maggiormente utilizzati e universalmente riconosciuto è la prova Jominy.

La prova Jominy è il metodo standardizzato (UNI EN ISO 642) che valuta il comportamento dell’acciaio in risposta al trattamento termico verificando la penetrazione della durezza in profondità. Il test è caratterizzato dall’impiego di un provino cilindrico Ø 25 × 100 mm, austenitizzato e quindi raffreddato con un getto d’acqua (pressione e temperatura normati) ad un’estremità.

Il provino viene quindi rettificato sulla superficie cilindrica per consentire la misurazione dell’andamento delle durezze con scala HRC, ogni 1,5 mm.

Il grafico “durezza (HRC) vs distanza dall’estremo raffreddato (mm)” descrive la temprabilità dell’acciaio in esame.

Gli elementi come Cromo (Cr), Molibdeno (Mo) e Nichel (Ni) rallentano la trasformazione in perlite/bainite, permettendo la formazione di martensite a maggior profondità. In generale, tutti gli elementi, ad eccezzione del cobalto, ognuno con le proprie caratteristiche aumentano la temprabilità.

Come ben mostrato dai grafici sopra riportati, all’aumentare degli elementi di lega, aumenta la temprabilità degli acciai speciali, ovvero la penetrazione di tempra in profondità.

Un esempio applicativo è rappresentato dagli acciai pre-bonificati utilizzati negli stampi per la lavorazione delle materie plastiche. L’acciaio 1.2311 (40CrMnMo7), oltre un certo spessore (indicativamente 300 mm), lascia il posto all’1.2738 (40CrMnNiMo8-6-4), che grazie all’1 % di Ni garantisce una penetrazione di tempra anche a centro barra.

La prova Jominy dimostra concretamente quanto gli elementi di lega possano migliorare la temprabilità degli acciai speciali, consentendo di progettare componenti di grande sezione senza rinunciare alla durezza a cuore.

Bonomi Acciai, partner di Swiss Steel Group, supporta i progettisti nella scelta dell’acciaio con la temprabilità idonea alla singola applicazione. Contattaci per una consulenza dedicata.