Definizione e caratteristiche degli acciai da cementazione

Gli acciai da cementazione sono una particolare categoria di acciai con un basso tenore di carbonio, in genere non superiore allo 0,25%, così chiamati perché destinati al trattamento termico di cementazione. Questo trattamento ha lo scopo di diffondere atomi di carbonio sulla superficie dei pezzi, conferendo loro elevata durezza, ottima resistenza all’usura e di renderli tenaci in profondità (per un approfondimento sulle proprietà meccaniche dei metalli si clicchi qui).

Trattamenti e utilizzi degli acciai da cementazione

Le caratteristiche derivanti dal trattamento termico di cementazione (detta anche carbocementazione) fanno sì che questi acciai siano utilizzati per la costruzione di tutti quei particolari meccanici fortemente soggetti ad usura, tra cui ingranaggi, alberi di trasmissione e distribuzione, perni, boccole, chiocciole e via dicendo.
Il trattamento di cementazione è sempre seguito da una tempra singola o doppia. La doppia tempra è considerata ottimale, specie se gli acciai in questione possiedono grano austenitico grosso. Per essere certi che entrambe le fasi siano riuscite, comunque, occorre che i parametri di durezza superficiale a piena tempra risultino 63-64 HRC. 
Occorre tener presente che minore è la concentrazione di elementi leganti più l’acciaio risulta difficile da controllare in termini di profondità di cementazione, durezza superficiale e resistenza a cuore. Il trattamento termico di cementazione può quindi subire delle variazioni considerevoli in base alla stechiometria della specifica colata.

Principali acciai da cementazione

Trevisan srl esegue il trattamento di tutti i principali tipi di acciai da cementazione, tra i quali si annoverano:
- 16MnCr5, 16MnCrS5, 20MnCr5 e 20MnCrS5, 16MnCrB5;
- 18CrMo4, 18CrMoS4, 22CrMoS3-5;
- 20MoCr4 e 20MoCrS4;
- 16NiCr4 e 16NiCrS4, 10NiCr5-4; 18NiCr5-4; 17CrNi6-6; 15NiCr13;
- 18CrNiMo7-6;
- 14NiCrMo13, -17NiCrMo6-4 e 17NiCrMoS6-4; 20NiCrMoS6-4; 20NiCrMo2-2 e 20NiCrMoS2.

FAQ sugli acciai da cementazione

Cos'è la cementazione dell'acciaio?

La cementazione dell’acciaio è un trattamento termico che consiste nell’arricchire di carbonio la superficie di un acciaio a basso tenore di carbonio, allo scopo di aumentarne la durezza superficiale mantenendo la tenacità del cuore.

A cosa serve la cementazione dell'acciaio?

Serve a migliorare la resistenza all’usura dei componenti meccanici come ingranaggi, alberi, boccole o perni, rendendo la superficie dura e il nucleo tenace.

Quali sono le caratteristiche degli acciai da cementazione?

Gli acciai da cementazione hanno un basso contenuto di carbonio (≤ 0,25%), che li rende ideali per essere arricchiti di carbonio superficialmente e successivamente temprati, ottenendo così durezza superficiale e tenacità interna.

Quali sono i principali acciai utilizzati per la cementazione?

Tra i principali acciai da cementazione troviamo 16MnCr5, 20MnCr5, 18CrMo4, 16NiCr4, 16NiCr11, 18NiCr5-4, 14NiCrMo13, 18CrNiMo7-6 e 20NiCrMo2-2, tutti idonei a trattamenti termici specifici.

Qual è la durezza ottenibile dopo la cementazione dell’acciaio?

Dopo la cementazione e la tempra, la durezza superficiale ottenibile deve essere almeno di 63-64 HRC, valore che garantisce un'elevata resistenza all’usura.

Che differenza c'è tra cementazione e tempra?

La cementazione aggiunge carbonio alla superficie, mentre la tempra è il trattamento successivo che trasforma la struttura aumentando la durezza tramite raffreddamento rapido. Entrambi devono essere usati in combinazione.

Come si controlla la qualità della cementazione acciaio?

La qualità si valuta in base alla durezza superficiale, alla profondità efficace del carbonio diffuso posta a 550 HV e alla struttura del materiale, verificando l’assenza di difetti metallografici o grani troppo grossi.

Perché si usano acciai con elementi leganti a bassa concentrazione per la cementazione?

Perché la bassa concentrazione di elementi leganti permette una migliore penetrazione del carbonio, anche se dovranno essere sufficienti a garantire la temprabilità potenziale del carbonio a cuore.

Quali trattamenti seguono la cementazione dell’acciaio?

Dopo la cementazione, si eseguono generalmente una o due tempre e un rinvenimento, per distendere la martensite ottenuta, modificandola da tetragonale a cubica attribuendo alla superfice una durezza generalmente compresa tra 58-62 HRC.

In quali settori si usano gli acciai cementati?

Gli acciai cementati trovano largo impiego nella meccanica di precisione, nell’automotive, nella produzione di ingranaggi in genere, sistemi di trasmissione di macchine utensili, movimento terra e tutti i particolari meccanici soggetti a forte usura

Gli acciai da cementazione a più alto carbonio (0.18/0.25), possono essere bonificati per ottenere resistenze di circa 850-950N/mm2. Gli spessori trattabili dipendono dalla temprabilità Jominy caratteristica della colata. Lo spegnimento consigliabile per questo trattamento è il polimero.