Studio dell'effetto di temperatura di quenching e partitioning sulla microstruttura di due acciai ad alto contenuto di silicio e alluminio

In questa attività di ricerca si è effettuato lo studio di trattamento di quenching and partitioning (Q&P) su due acciai ad alto contenuto di silicio e alluminio e medio tenore di carbonio. In particolare, si è effettuato lo studio della temperatura di quenching (Tq) e di partitioning (Tp) sulla microstruttura e, più nel dettaglio sulla tipologia, la quantità e la distribuzione dei costituenti microstrutturali e la durezza. Le due composizioni che sono state utilizzate sono PAD1:0.38C-3.2Si-2.56Mn-0.105Al e PAD2:0.45C-2.8Si-2.7Mn-0.56Al. Le due leghe, di composizioni simili, sono state completamente austenitizzate a T=950°C poi raffreddate a Tq differenti, in modo da ottenere una percentuale iniziale di martensite iniziale pari al 25%, 50%, 75%, 100% alla fine del primo quenching. Le Tq, che sono rispettivamente 240, 220, 203, 120 °C (PAD1) e 224, 204, 182, 105 °C (PAD2), sono state individuate mediante prove dilatometriche. I successivi trattamenti di partitioning sono poi stati effettuati a Tp=350°C, 450°C, 550°C e mantenimento per 30min e successivamente raffreddati a temperatura ambiente. I trattamenti termici sono stati effettuati mediante l’utilizzo di un dilatometro per monitorare le trasformazioni di fase, individuarne la tipologia e determinarne la cinetica. In aggiunta è stata effettuata una caratterizzazione microstrutturale completa condotta attraverso analisi al microscopio ottico, SEM, misurazione XRD e di durezza (HV10). I test condotti a 350 °C hanno dimostrato la possibilità di stabilizzare significative quantità di austenite residua a temperatura ambiente (20-30 %) con elevato tenore di carbonio (>1. Wt%) per entrambi gli acciai studiati. L’aumento della temperatura di partitioning comporta una riduzione della stabilità dell’austenite residua, che a 450 °C risulta in martensite non rinvenuta a temperatura ambiente; mentre a 550 °C causa la precipitazione di cementite e perlite.