Effetto della temperatura di rinvenimento sulle proprietà meccaniche e microstrutturali di acciai sintero-temprati alligati con Ni-Cu-Mo

Powder metallurgy (PM) steels are increasingly used in mechanical components, especially gears, due to their dimensional accuracy and cost-effectiveness. However, they exhibit lower mechanical properties and brittleness than components made using traditional processes. In this study, two alloyed sintered steels, one with 4 wt. % Ni and the other without Ni were analyzed. Both materials underwent industrial sinter-hardening treatments in a continuous tunnel furnace. The aim was to determine the optimal tempering temperature that balances tensile strength and impact toughness. Samples were tempered, using a laboratory furnace, in a 160 °C - 300 °C temperature range. Tensile and Charpy tests were conducted on both tempered and untempered conditions. The results showed that increasing tempering temperature led to a loss of martensitic tetragonality and carbide precipitation. In the Ni-containing alloy, transformation of Ni-rich austenite into a bainitic structure was also observed. These microstructural changes due to tempering conditions were associated with variations in the mechanical properties.

Gli acciai prodotti tramite metallurgia delle polveri (MP) riscontrano ampio utilizzo nell'ingranaggeria grazie alla precisione dimensionale ottenibile e ai costi di produzione competitivi. Tuttavia, le limitazioni includono le inferiori proprietà meccaniche e la tendenza alla fragilità rispetto ai materiali prodotti con processi tradizionali. In questo studio, sono stati esaminati due acciai sinterizzati alligati al Ni, Cu e Mo, uno con il 4 % di Ni e l'altro senza. Entrambi gli acciai sono stati sottoposti a trattamento di sinterizzazione e tempra in forno a tunnel. L'obiettivo è stato quello di identificare la temperatura di rinvenimento ottimale per ottenere il migliore compromesso tra resistenza a trazione e all'impatto, considerando le due diverse composizioni. I materiali sono stati rinvenuti a temperature nel range 160 °C – 300 °C e successivamente testati per valutarne le proprietà meccaniche statiche e dinamiche. Le analisi metallografiche hanno mostrato una perdita di tetragonalità della martensite con l'aumento della temperatura di rinvenimento, con smiscelamento di carburi e trasformazione dell'austenite in una struttura bainitica per la lega contenente Ni. Questi effetti microstrutturali sono stati correlati alle variazioni delle proprietà meccaniche.