I materiali surriscaldati non possono ripristinare le loro proprietà mediante trattamento termico anche dopo la saldatura perché all'interno esistono già danni irreversibili come l'ossidazione dei bordi dei grani, vuoti o fusioni localizzate. Il trattamento termico non solo non riesce a riparare questi difetti ma può anche esacerbare il deterioramento della microstruttura.
1. Perché il trattamento termico è inefficace?
Ossidazione irreversibile dei bordi dei grani: l'ossigeno ha formato una rete continua di ossidi lungo i bordi dei grani, che il trattamento termico non può rimuovere, con conseguente perdita permanente del legame intergranulare.
Le sfere rifuse non possono essere eliminate: le aree indebolite formatesi dopo la fusione e la solidificazione localizzata tendono ad ammorbidirsi nuovamente durante il successivo riscaldamento, portando all'instabilità strutturale.
Il trattamento termico può amplificare il danno: il riscaldamento può causare l’accumulo di vuoti e la propagazione di crepe, specialmente durante il raffreddamento quando la concentrazione delle tensioni può innescare nuove fessurazioni.
Anche la normalizzazione o la ricottura non possono ripristinare l'integrità dei bordi del grano e possono invece causare un "surriscaldamento secondario".
2. Rischi combinati di saldatura e trattamento termico
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Palcoscenico |
Manifestazione del rischio |
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Processo di saldatura |
Ulteriore ossidazione della zona-influenzata dal calore, che porta a crepe intergranulari |
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Trattamento termico post-saldatura |
Esacerba la disomogeneità della microstruttura, inducendo nuove crepe o provocando la propagazione dei difetti esistenti |
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Durante il servizio |
Le articolazioni diventano estremamente fragili e possono subire fratture improvvise anche sotto carichi leggeri |
Consenso pratico dell'ingegneria: i materiali surriscaldati non hanno valore di riparazione; qualsiasi forma di lavorazione successiva (compresi saldatura e trattamento termico) è inefficace e pericolosa.
3. Metodi di manipolazione corretti
Rottamazione Diretta: Una volta accertato il surriscaldamento, il materiale deve essere immediatamente messo fuori servizio ed il componente sostituito;
Sostituire con materiali anti-crescita dei grani: come H13+Ti, PM-H13, ecc., per migliorare la stabilità alle alte-temperature;
Rafforzare il controllo della fonte: controllo rigoroso della temperatura (acciaio H13 inferiore o uguale a 600 gradi), calibrazione regolare della termocoppia e creazione di registrazioni di monitoraggio della temperatura.
