olio esausto per aumentare % carbonio nell'acciaio?

[francky 5959]

ciao,ieri discutevamo tra amici,alcuni dicevano che per aumentare la percentuale di carbonio in una normale barra/tondo di ferro bisogna portare a ''rosso ciliegia il ferro e poi tuffarlo in olio motore esausto.A parte che i vapori che si sprigionano sono nocvi a mio parere darebbe solo una brunitura e lo renderebbe più simile alla ghisa non a irrobustirlo,Maestri forgiatori a voi la parola

[lorenzoG]

Nel diagramma di stato ferro-carbonio vi sono tre sopra gruppi di trasformazioni cosidette invarianti (nb invariante sta' a significare che la trasformazione stessa non puo' variare nelle conduzioni di temperatura e percentuale): la euttoidica (quella che avviene a temp piu' bassa rispetto alle due successive, 723C e necessita di Ferro Alfa), la eutettica (1149C) e la peritettica a mi pare 1400 e passa C.
In entrambe queste principali trasformazioni,la solidificazione avviene in due fasi: la nuvleazione e l accrescimento. A seconda delle tempistiche del raffreddamento si crea un rapporto tra gli accadimenti della nucleazione e dell' accrescimento, ovvero tra le fasi in cui I germi si formano e quella in cui si cristallizzano, ottenendo cosi' della fibra piu' ho meno Fina e di conseguenza con diverso comportamento meccanico. Durante queste fasi si possono creare una serie di effetti collaterali quali:dislocazioni dove una o piu' serie di atomi all' interno del reticolo vengono a mancare,atomo sostitutivo,vacanze ed atomo interstiziale (l' acciaio ne soffre spesso).
Con la tempra, in generale non si aggiunge carbonio ma attraverso un regime di temperature critico e poi un raffreddamento controllato si cerca di mantenere nella lega un comportamento di quella temperatura e portarlo a temperatura ambientale

[francky 5959]

grazie Lorenzo,la spiegazione a livello ingegneria metallurgica è dura a essere compresa da noi con una terza media,in sostanza dici che non succede nulla?

[b.valk3]

tempera a mercurio

[lorenzoG]

Allora, riporto brevemente uno schema delle temperature del ferro
Rosso nascente 650
Rosso scuro 700
Rosso ciliegia nascente 750
Rosso ciliegia  780
Rosso ciliegia chiaro 800
Rosso chiaro 850
Arancio 950
Giallo 1000
Giallo chiaro 1100
Giallo chiarissimo 1200
Bianco 1250
Bianco sidereo 1350

La tempra per il ferro di solito avviene nelle tonalita' ciliegia;e' evidente che non si tratta di Fe puro ma c'e' del carbonio con basso tenore.
Supponiamo che il pezzetto di ferro in questione, non sia sufficientemente performante per una serie di motivi (I piu' svariati, l' abbiamo trovato cosi' oppure riscaldato per lavorarlo oppure volontariamente portato verso le colorazioni che lo rendono duttile). In questo caso, portare il pezzo in questione, attraverso una repentina azione di raffreddamento, ne inibira' l'azione diffusiva, permettendo il ripristino dell'equilibrio perduto ed il numero di vacanze (e quindi di cluster, cioè raggruppamenti di difetti puntuali) che compete alla temperatura di tempra e permettera' di conservare tali propieta' a temperatura ambiente; quindi la tempra, inibendo i processi diffusivi necessari alla stabilizzazione termodinamica, porta alla temperatura ambientale uno stato termodinamicamente competente alle temperature maggiori,in questo caso 750C.

[francky 5959]

ma usare l'olio esausto che contiene residuidi carbonio derivati dalla combustione oltre a dare una leggera brunitura non produce nessun effetto a fini della tempera oppre si questoèci chiedevamo

[Calbas]

Guarda, io non lo so; ma per deduzione mi immagino che se il carbonio contenuto nell'olio potesse anche penetrare nel metallo, di certo il tempo è troppo breve per avere una penetrazione superiore a qualche micron.
La temperatura elevata scende immediatamente quando lo metti in olio, per cui il carbonio che c'era prima all'interno rimane quello e da fuori non ne entra più.

[Dasama46]

Tempo fa girava nel Forum un post sulla nitrurazione "al piscio"

[mario mariano]

Senza voler scomodare il diagramma ferro/carbonio, che ai tempi dell'istituto mi ha rotto le p.....e per oltre un mese (evidentemente quell'insegnante sapeva bene solo quello bene, mi ricordo, alla fine degli anni 60 ho assistito più volte alla forgiatura, affilatura, e tempera di scalpelli sia meccanici (quelli dei martelli pneumatici) che quelli manuali da comune muratore, quelli meccanici venivano temperati in olio (meno fragili) e quelli manuali in acqua (più duri e fragili) in entrambi, affondava il tagliente, portato a rosso ciliegia per tre quattro secondi solo per una profondità non superiore al centimetro e poi affondava decisamente tutto lo scalpello

[eugeniopazzo]

a naso, se nella cementazione ad atmosfera controllata accade che per diffusione il carbonio passa dal cuore alla pelle, nell olio dovrebbe esserci molto piu carbonio di quello che c è bel metallo per permettere la diffusione inversa e direi per molto tempo. di fatti dopo la cementazione segue immediatamente la tempra per bloccare lo stato del materiale.. comunque son andato a deduzioni nn son sicuro

edit intendevo dire dalla pelle verso il centro pezzo

[Calbas]

Ma qui non si tratta del metodo della tempra, ma dell'ipotesi che il carbonio contenuto nell'olio possa alzare la percentuale di quello contenuto nel metallo.
Quindi non un trattamento superficiale, almeno io ho capito così.

La nitrurazione industriale arriva a 1 - 8 decimi di spessore, quella fatta a "derivati" non so, ma credo che un certo risultato lo ottenga.

(rispondevo ai msg prima)

[lorenzoG]

Infatti si rispondeva su quanto accade,sfortunatamente, non penso accada molto piu' di quanto detto, immergendo il pezzo di ferro nel mezzo temprante olio esausto,nella fattispecie.
Il rapido raffreddamento è assicurato dai mezzi tempranti, come ho scritto sopra,ovvero dal media, spesso un liquido,che raffreddano bruscamente l'acciaio.L' olio viene utulizzato anziche' l'acqua, perché nel momento in cui immergiamo l'acciaio nell'acqua, si produce un cuscinetto di vapore intorno all'metallo incandescente ottenendo tempistiche di raffreddamento ritardate rispetto all'olio esausto. Il pezzo raffreddato ad olio, senz' altro sara' avvolto da una crosta protettiva di olio cotto.Che il tenore di carbonio aumenti credo sia improbabile

[onorino]

se nell'olio esausto ci fosse del carbonio non farebbe in tempo a penetrare , il calore allontana l'olio dal metallo e quando si riavvicina ormai è troppo freddo e poi per far avvenire il passaggio ci vogliono delle ore a temperatura costante e questo tipo di lavoro si chiama cementazione , per me è solo un modo di risparmiare utilizzando uno scarto.

[lorenzoG]

Si in parte, in altra parte l' olio ha una diversa trasmittanza termica e pure una diversa inerzia termica rispetto all' acqua e quindi cambiano I tempi di raffreddamento e pure come si comporta il liquido temprante attorno al metallo rovente e quindi i rapporti tra solidificazione e nucleazione della lega metallica cosi' da ottenere il voluto comportamento del pezzo lavorato prima della tempra e cercare di correggere gli effetti di vacanze.

[cima96]

Francky quello che è venuto fuori dalla vostra discussione è campato per aria ma posso dirti che non è del tutto illogico. Esiste un processo industriale che, come diceva onorino, si chiama carbocementazione e consiste in un arricchimento superficiale (roba di 1-2 decimi) di carbonio nel pezzo. Questo trattamento molto in soldoni prevede che un pezzo di acciaio permanga in un ambiente saturo di carbonio a circa 900°C per qualche ora, in questo modo si ha che il pezzo assorbe appunto superficialmente un po' di carbonio. Per effettuare il riscaldamento la scelta obbligata è di un forno, meglio se elettrico ma anche a gas dà risultati tangibili, l'ambiente cementante invece, come abbiamo già detto, deve essere molto ricco di carbonio. Tempo fa (1940 e dintorni) si prendeva una cassetta di lamiera piena di carbone finemente sbriciolato e vi si immergevano i pezzi da trattare per poi lasciarli in forno per il tempo dovuto, il sistema funziona ma può dare qualche problema per diversi motivi che se interessa spiegherò, più tardi sono stati messi a punto sistemi con mezzo cementante liquido e gassoso. Il primo prevede l'immersione in miscele di sali fusi (di cui non sto a citare neppure la composizione), il secondo invece si serve essenzialmente di una atmosfera nel forno a base di monossido di carbonio (CO), come è facile vedere ciò che accomuna tutti i cementi è l'elemento carbonio. Siccome l'olio esausto è fondamentalmente una miscela di idrocarburi con temperature e tempi giusti potrebbe anche dare qualche risultato tangibile, tuttavia c'è almeno un problema che non possiamo trascurare: l'olio esausto è pur sempre un combustibile e ha una temperatura di autoaccensione di 4-500°C, è pur vero che la presenza di ossigeno nella camera di un forno è limitata, ma io non mi metterei a correre rischi inutili.
Invece il prendere un pezzo, scaldarlo al rosso ciliegia e buttarlo in olio, se il materiale è adatto, permette di effettuare una tempra del pezzo che gli conferisce particolare durezza e migliore carico di rottura ma minore tenacità/maggior fragilità.
Se quello che vuoi fare è avere un pezzo duro ma non troppo fragile (per es. un coltello) ti consiglio come prima cosa di scegliere bene il materiale e con questo voglio dire perlomeno un acciaio a medio tenore di carbonio (C40) oppure un bassolegato (39NiCrMo) ma meglio un acciaio specifico per lame (molti dicono K100 che a vedere la scheda tecnica sembra proprio fatto apposta), quindi temprarlo con la drasticità prescritta dal fornitore che presumo sarà quasi sicuramente "olio calmo", quindi rinvenirlo sempre alla temperatura riportata sulla scheda tecnica magari perdendo qualche punto in durezza (anche se non è detto) e guadagnare in resilienza.
La carbocementazione per concludere è un trattamento che si fa su acciai che contengono poco carbonio (max. si parla di 0,2) perchè essi appunto "assorbono" grazie al fatto che madre natura a 900°C tende ad equilibrare la concentrazione di cemento dell'ambiente con quella del pezzo che è più bassa. Di solito non si va oltre lo 0,8% di carbonio in superficie ma questo non basta a conferire durezza, infatti bisogna anche temprare il pezzo ed eventualmente rinvenirlo/distenderlo, in questa maniera si arriva anche oltre i 60HRC "a fior di pelle" pur mantenendo il cuore più "tenero" ma meno fragile e quindi più tenace. Si tratta fondamentalmente del trattamento che si fa sulle ruote dentate.