Solubilizzazione e invecchiamento: Leghe di nichel.

Cosa facciamo

Soluzione e età: leghe di nichel

Il trattamento in soluzione consiste nel riscaldare una lega a una temperatura adeguata, mantenerla a tale temperatura per un tempo sufficiente a far sì che uno o più costituenti entrino in soluzione solida e quindi raffreddarla abbastanza rapidamente da mantenere questi costituenti in soluzione. Successivi trattamenti termici di precipitazione consentono il rilascio controllato di questi costituenti in modo naturale (a temperatura ambiente) o artificiale (a temperature più elevate).

Vantaggi della solubilizzazione e invecchiamento: Leghe di nichel

Esiste una moltitudine di leghe a base di nichel fuse e lavorate che possono avere varie caratteristiche desiderabili migliorate dal trattamento in soluzione o dal trattamento in soluzione e dall'indurimento per precipitazione in età. Caratteristiche come la resistenza meccanica a temperatura ambiente e/o a temperature elevate, la resistenza alla corrosione e all'ossidazione sono tipicamente migliorate da questi trattamenti termici.

Applicazione e materiali

Le proprietà delle leghe a base di nichel che possono essere trattate termicamente possono essere migliorate attraverso la scelta di parametri di trattamento termico appropriati. Con le leghe a base di nichel si ricorre comunemente al trattamento in soluzione da solo o al trattamento in soluzione seguito da indurimento per precipitazione.

Trattamento della soluzione

• Durante la lavorazione, la maggior parte dei materiali può subire un indurimento da lavoro, che limita la capacità di ulteriore lavorazione del materiale. Il trattamento di solubilizzazione in corso di lavorazione (alleggerimento delle tensioni) può ridurre questa condizione di indurimento da lavoro per consentire un'ulteriore lavorazione.
• I processi di produzione, come la brasatura, la saldatura o il rivestimento, possono avere un impatto indesiderato sulle proprietà del materiale, che può essere invertito con un trattamento in soluzione prima di un'ulteriore lavorazione a valle.
• I processi di produzione possono causare l'inizio prematuro del processo finale di indurimento per precipitazione, che può essere invertito con un nuovo trattamento in soluzione prima di un'ulteriore lavorazione.
• Molte leghe a base di nichel sviluppano le proprietà desiderate esclusivamente attraverso il processo di trattamento in soluzione. Sono considerate leghe solide rinforzate in soluzione. Ne sono un esempio l'Hastelloy X, l'INCO 625 e l'HA 230.

Indurimento per precipitazione

• Lo sviluppo delle proprietà finali del materiale necessarie per soddisfare i criteri di progettazione specifici del pezzo richiede in genere che il materiale (colato o battuto) sia sottoposto a un lungo ciclo di trattamento termico a bassa temperatura per sviluppare una microstruttura specifica della lega attraverso l'incrudimento per precipitazione.
• In genere, questa fase viene eseguita alla fine o quasi del processo di produzione, poiché il processo di trattamento termico determina un aumento significativo della durezza del materiale e si verifica una quantità prevedibile di variazioni dimensionali (ritiro) che devono essere tenute in considerazione. I costi di lavorazione possono aumentare drasticamente se è necessaria una lavorazione successiva al trattamento termico.
• Esempi tipici di materiali sono: INCO 718, INCO 738, Mar-M-247, Waspaloy e C263.

Solubilizzazione e invecchiamento: Dettagli sul processo delle leghe di nichel

• Il trattamento in soluzione viene tipicamente eseguito a temperature comprese tra 1800 e 2450°F nel vuoto, seguito da un rapido raffreddamento a ventaglio a temperatura ambiente. Molti materiali hanno velocità di raffreddamento specifiche che devono essere raggiunte per garantire la corretta microstruttura metallurgica del prodotto finale.
• La tempra per precipitazione viene tipicamente eseguita a temperature comprese tra 1000 e 2080°F sotto vuoto, in atmosfera inerte o in aria, per tempi di permanenza che vanno da 2 ore a oltre 40 ore, a seconda del materiale esatto e della microstruttura metallurgica specificata. Per ottenere i risultati finali desiderati possono essere necessarie più fasi (con temperature decrescenti ad ogni fase).
• Le specifiche industriali applicabili includono le norme SAE AMS 2773 e AMS 2774.