Deformazione e trattamenti termici sugli acciai inossidabili

In this work the martensitic transformation in austenitic grains of the duplex stainless stills, the precipitation of chi and sigma phases into the ferritic grains after thermal aging and the carbo-azoturi growth at grain boundaries were investigated. Different types of duplex stainless steel were investigated with almost the same techniques. The analysed materials are called SAF 2101, SAF 2205, SAF 2304 and SAF 2507. The techniques used are: - an observation with optical and electronically microscope ; - the micro Vickers hardness, - the X-ray diffraction for all the stills - the corrosion tests for 2101 and 2205 - magnetic tests for 2101 and 2507. In other works, for example my degree thesis, it was seen how deformation can influenced the precipitation of α’ martensite or chi and sigma phases inside the grains . But it was seen also how the deformation causes a different orientation of both the grains that the sub grains inside the two phases . We remember that there are in literature many works that explain this transformation and that divided the martensitic transformation into two type : we can find the α’ and the ε martensite, the difference between these two martensitic types consist above all in the crystal structure; for the α’- martensitic crystals the shown structure is a c.c.c structure while for the epsilon we individuate an hexagonal structure (hcp). The martensite can appears in the investigated steel and the main problem due to this formation is for a good weldability of the material in different application. Other problems studied during this work were the secondary phases formation owing to their influence on corrosion resistence or mechanical properties. In order to well understand this, thermal treatments in the temperature range between 600°-1000°C were performed to investigate how the temperature can influence the secondary phases precipitation above all chi and sigma precipitation. In fact the presence of these two phases can lead the mechanical properties to decrease under the values that we would maintain for the material. In order to investigate the decrease of the “toughness , the Charpy instrumented ” impact test at e Trento’s University was carried out.

Il presente lavoro rientra nell’ambito del progetto di ricerca sui duplex. Si sono utilizzate le tecniche di micrografia ottica ed elettronica. Ma anche la tecnica spettrometrica ( di diffrazione ai raggi X ) e quelle di corrosione ( pitting corrosion )per l’osservazione e la caratterizzazione di campioni deformati su cui sono poi stati eseguiti anche dei trattamenti termici per verificare la precipitazione di fasi secondarie o di carbo-azoturi a bordo grano, in quantità pericolosa per le proprietà meccaniche. Ovviamente tali tecniche sono state utilizzate su diversi tipi di duplex in modo da evidenziarne il diverso comportamento. L’università di Padova , in collaborazione con quella di Trento può fornire in prima istanza una caratterizzazione micro strutturale dei diversi materiali e inoltre fornisce la resilienza dei campioni trattati attraverso prove charpy . Si è ricorso anche all’utilizzo di metodi magnetici con la collaborazione dell’università di Budapest ed in particolare del dipartimento di tecnologia meccanica e di ingegneria : “Department of Mechanical Technology and Engineering, Budapest University of Technology and Economic” in collaborazione con il del professor I.MESZAROS . Si è visto anche più da vicino l’applicazione degli effetti dovuti ai cambiamenti strutturali trattati in campo pratico, andando a vedere come influenzano la saldatura a Cominsa,in Messico (Corporacion Mexicana De Investigacion De Materiales), sotto la supervisione del dottor Arturo Reyes. Gli acciai inossidabili studiati in questo lavoro sono gli acciai poveri come il SAF 2101 e il SAF 2304 ma anche il SAF 2205 e il SAF 2507. Si è dato particolare interesse alla deformazione , che ricopre riduzioni di spessore che vanno da un 10% fino ad arrivare a grandi riduzioni 85%, in modo da evidenziare come varia la microstruttura in seguito a deformazione plastica a freddo . La deformazione è stata ottenuta laminando a freddo i diversi materiali forniti in barre con differenti riduzioni di spessore. Si è anche vista l’influenza del trattamento termico eseguito in un intervallo di temperatura compreso tra gli 600°-1000°C per tempi diversi , sia sui deformati che su campioni non deformati. Trattamenti termici vengono eseguiti sui campioni deformati per tempi soprattutto dell’ordine dei minuti per approfondire come varia la precipitazione, soprattutto di fasi secondarie, in seguito a deformazione. Questa infatti, anche in bassa quantità, ne modifica le proprietà meccaniche, le quali vanno ad influire negativamente sui diversi tipi di lavorazione a cui gli acciai vengono sottoposti per la messa in opera. Ma i trattamenti termici vengono svolti anche sul materiale di fornitura per il SAF 2507 per capire come la precipitazione di fasi secondarie, in quantità intorno all’1%, influisce sulla resilienza di tale materiale.