La tempra e il rinvenimento sono due importanti processi di trattamento termico. I produttori ricorrono a questi metodi per rendere i metalli più resistenti e tenaci. Tuttavia, questi due metodi di trattamento termico presentano alcune differenze. È fondamentale comprendere le differenze tra la tempra e il rinvenimento dei metalli.
Si tende a ritenere che questi due metodi siano destinati ad applicazioni o condizioni diverse. Ma questa è solo una parte della verità: sia la tempra che il rinvenimento sono importanti l’uno per l’altro. I metalli vengono sottoposti a tempra e rinvenimento per ottenere le proprietà desiderate. In questo articolo tratterò le nozioni di base sia della tempra che del rinvenimento. Allora, cominciamo.
Che cos’è l’indurimento dei metalli?
La tempra è un trattamento termico che conferisce ai metalli un'eccellente resistenza e durata. Questo processo prevede l'esposizione del metallo a una temperatura molto elevata per un determinato periodo di tempo. Successivamente, il metallo riscaldato viene raffreddato rapidamente (tempra). Questo raffreddamento rapido modifica la struttura dei metalli, rendendoli più duri, più resistenti e più fragili.
Questo trattamento termico è ampiamente utilizzato per la produzione di vari articoli sottoposti a carichi elevati o ad attrito. Tra questi articoli figurano, ad esempio, frese, coltelli, ingranaggi e persino componenti in lamiera per il settore automobilistico. Ricordate che la tempra è un ottimo metodo per aumentare la resistenza del metallo attraverso il riscaldamento e il raffreddamento. Tuttavia, rende anche il metallo più fragile e soggetto a rotture e crepe.
Questo processo di tempra del metallo inizia riscaldandolo a una temperatura molto elevata. Ciò avviene in genere utilizzando un forno a gas o elettrico. Il metallo rimane esposto alle alte temperature per un periodo prolungato. In questo modo, il calore viene distribuito in modo omogeneo e l’intero pezzo di metallo si riscalda in modo uniforme. Al termine del riscaldamento, il metallo viene estratto dal forno.
Tuttavia, viene immediatamente esposto a temperature molto basse. Questa esposizione del metallo riscaldato a una temperatura molto bassa è chiamata tempra. Si effettua utilizzando acqua, aria o olio per garantire un raffreddamento rapido del metallo. Ricordate che l’acqua raffredda il metallo più rapidamente dell’olio, ma si utilizza l’olio perché impedisce la formazione di crepe indesiderate nel metallo.
L’esposizione a sbalzi di temperatura elevati o improvvisi altera la struttura interna dei metalli. Questo cambiamento di temperatura provoca la formazione di martensite. In questa fase, i metalli diventano molto duri ed estremamente fragili. A causa di questa fragilità, il metallo è soggetto a rotture e crepe. Tuttavia, questo processo da solo non è affidabile, poiché rende il metallo molto fragile. Pertanto, viene seguito dal rinvenimento, che riduce la fragilità introdotta da questo metodo.
Che cos’è la tempra dei metalli?
Il rinvenimento è un altro processo di trattamento termico effettuato dopo la tempra. Il metallo che durante la tempra diventa duro e fragile viene sottoposto a rinvenimento. Questo trattamento termico ne riduce la fragilità. Dopo il rinvenimento, i metalli diventano più tenaci e meno soggetti a fessurazioni e rotture. Il rinvenimento non richiede un riscaldamento e un raffreddamento rapidi (tempra).
La tempra è un metodo eccellente per indurire il metallo, ma lo rende anche fragile. Questa fragilità rende il metallo meno adatto alla realizzazione di prodotti di uso quotidiano. Il motivo è che, utilizzandoli nella vita di tutti i giorni, potrebbero rompersi a causa della loro fragilità e delicatezza. È qui che entra in gioco il rinvenimento.
Vale la pena notare che anche il rinvenimento comporta il riscaldamento dei metalli, ma in modo diverso rispetto alla tempra. Nel rinvenimento, il metallo viene esposto a basse temperature, intorno ai 150 gradi Celsius, per un periodo prolungato. In questo modo, il metallo rimane esposto a una temperatura bassa e costante. Questa esposizione a un calore costante migliora la struttura interna del metallo. Ricordate che questo metodo è comunemente utilizzato anche in fabbricazione di metalli per migliorare le prestazioni del materiale.
Di conseguenza, la struttura martensitica, che si forma durante l’indurimento, diventa più stabile e raffinata. Trascorso un determinato periodo di tempo, il metallo viene rimosso dal forno di riscaldamento. Tuttavia, non viene esposto alle temperature molto basse utilizzate durante l’indurimento. Il metallo viene invece esposto all’aria, che lo raffredda lentamente anziché immediatamente.
Questo raffreddamento lento del metallo è utile, poiché riduce le tensioni interne. In seguito, il metallo diventa più tenace, più resistente e meno fragile. Il rinvenimento è un metodo di trattamento termico che viene sempre applicato dopo che un materiale è stato temprato. In altre parole, la tempra e il rinvenimento sono inscindibili. Dopo il rinvenimento, il metallo diventa adatto alla realizzazione di oggetti di uso quotidiano.
Differenza tra tempra e rinvenimento dei metalli
Sebbene questi due processi siano collegati, differiscono sotto molti aspetti. Approfondiamo l’argomento e analizziamo le differenze principali tra l’indurimento e il rinvenimento dei metalli.
1- Tipo di processo e schema di riscaldamento
La tempra e il rinvenimento si differenziano per le modalità di riscaldamento. Nella tempra, il metallo viene sottoposto a un trattamento termico a temperature molto elevate, che possono addirittura superare il punto critico del metallo. Dopo un certo tempo, il metallo viene rimosso dalla fonte di calore e sottoposto a un raffreddamento improvviso. Questo raffreddamento improvviso a bassa temperatura è chiamato tempra, che fa parte del processo di indurimento. La rinvenimento, invece, prevede il riscaldamento del metallo a una temperatura bassa ma costante, di circa 150 gradi Celsius. Dopo un determinato periodo di tempo, il metallo viene esposto all’aria, in modo da raffreddarsi lentamente. Il rinvenimento non prevede la tempra (a differenza del processo di indurimento).
2- Usabilità e finalità
Sia la tempra che il rinvenimento differiscono in termini di applicabilità e finalità. La tempra viene utilizzata per rendere il metallo molto duro e fragile. Dopo questo processo, il metallo è più soggetto a fessurazioni, ma è anche molto duro. D’altra parte, il rinvenimento viene utilizzato quando la tenacità del metallo è il requisito principale. Questo processo riduce inoltre la fragilità, rendendo il metallo ideale per componenti e prodotti di uso pratico. Il metallo non può essere utilizzato per realizzare prodotti di uso quotidiano se è stato sottoposto solo a un'indurimento completo, senza tempra. Il motivo è che il metallo che è stato solo indurito è fragile; i componenti realizzati con esso risulterebbero deboli.
3- Sequenza di trattamento e metodo di raffreddamento
I metodi di tempra e rinvenimento vengono utilizzati in sequenza. Innanzitutto, il metallo viene sottoposto a tempra. Questo processo rende il metallo duro e molto fragile. Si tratta della procedura iniziale per rendere il metallo utilizzabile nei prodotti di uso quotidiano. Una volta completata la tempra, viene eseguito un processo di rinvenimento per rendere il metallo più tenace e meno fragile. Senza il rinvenimento, il metallo rimarrebbe solo duro e fragile. Se rimane fragile, non è in grado di resistere alle sollecitazioni.
4- Intervallo di temperatura ed effetto sulla durezza
L'intervallo di temperatura è un altro fattore significativo che contraddistingue questi processi. Il processo di tempra prevede il riscaldamento del metallo a una temperatura molto elevata (superiore al punto critico). Inoltre, questo processo rende il metallo molto duro. D'altra parte, il processo di rinvenimento prevede il riscaldamento del metallo a basse temperature, intorno ai 150 gradi Celsius. Questa temperatura più bassa stabilizza la struttura martensitica. Inoltre, questo processo riduce la fragilità e la durezza dei metalli e conferisce tenacità.
5 - Sollecitazioni interne e resistenza
È noto che il processo di tempra induca tensioni interne nei metalli. Perché? Il motivo è che il trattamento termico prevede la tempra. Durante la tempra, il metallo viene raffreddato da una temperatura elevata a una bassa. Di conseguenza, il metallo è sottoposto a due temperature diverse. All’interno la temperatura è bassa, ma la superficie esterna del metallo si raffredda rapidamente. Ciò crea tensioni interne che riducono la tenacità del metallo. Al contrario, il rinvenimento non prevede la tempra. In questo processo, il metallo viene raffreddato lentamente e in modo uniforme, senza che si creino tensioni interne. Ciò aumenta la tenacità del metallo, rendendolo più resistente.
6- Fragilità e rischio di fessurazione
Il metallo sottoposto esclusivamente a tempra è molto fragile e soggetto a fratture. Il motivo è che la tempra induce tensioni interne nei metalli. Di conseguenza, il metallo diventa instabile e altamente fragile. Quando tali metalli fragili sono sottoposti a sollecitazioni o a urti improvvisi, si fratturano rapidamente. D'altra parte, il processo di rinvenimento non produce tensioni interne. Pertanto, il metallo sottoposto a rinvenimento non presenta fragilità. Ciò garantisce che il metallo non si rompa e rimanga stabile anche se esposto a forze o sollecitazioni intense.
7 - Usabilità pratica e applicazioni
Come già detto, la tempra rende il metallo molto duro e fragile. Questi metalli sono utili solo per realizzare utensili resistenti, come stampi, ingranaggi, punte da trapano, frese e così via. Tuttavia, a causa della sua fragilità, questo metallo non è adatto alla realizzazione di oggetti di uso quotidiano. È qui che entra in gioco il processo di rinvenimento, poiché rende il metallo più tenace e resistente.
Il metallo, dopo la tempra, diventa perfetto per la realizzazione di un’ampia gamma di prodotti. Idealmente, il metallo deve essere sottoposto a entrambi i trattamenti termici per diventare resistente, robusto e durevole. Consiglio di non utilizzare il metallo se è stato sottoposto solo all’indurimento. Di seguito è riportata la tabella che mostra il confronto tra le applicazioni dei processi di indurimento e tempra:
| Applicazioni di tempra | Applicazioni di tempra |
| Utensili da taglio (punte, frese) | Molle |
| Lame e taglienti | Ingranaggi |
| Matrici e stampi | Alberi |
| Superfici resistenti all'usura | Componenti per autoveicoli |
| Cuscinetti (tempratura superficiale) | Parti strutturali |
Vantaggi e svantaggi della tempra e del rinvenimento
Ricordate che i processi di tempra e rinvenimento offrono un valore aggiunto unico. Nella sezione seguente troverete una panoramica dei vari vantaggi e svantaggi di questi processi di trattamento termico.
Vantaggi e svantaggi del metodo di tempra
| Vantaggi | Svantaggi |
| Aumenta la durezza e la resistenza | Elevata fragilità |
| Migliora la resistenza all'usura | Rischio di fessurazione |
| Migliori prestazioni di taglio | Bassa tenacità |
| Adatto per un uso intensivo | Va lasciato raffreddare per |
Vantaggi e svantaggi del metodo di tempra
| Vantaggi | Svantaggi |
| Riduce la fragilità | Lieve perdita di durezza |
| Migliora la resistenza | Richiede un processo aggiuntivo |
| Allevia lo stress interiore | Richiede il controllo della temperatura |
| Migliora la resistenza | Aumenta i tempi e i costi |
Domande frequenti
Perché il rinvenimento viene effettuato dopo la tempra?
Il rinvenimento viene effettuato dopo la tempra per ridurre le tensioni interne e la fragilità dei metalli. Inoltre, migliora la tenacità e la resistenza del metallo quando viene applicato dopo la tempra.
È possibile utilizzare il metallo dopo la tempra senza procedere alla rinvenimento?
Sì. Il metallo, una volta temprato, può essere utilizzato per realizzare vari utensili, quali punte da trapano, matrici e stampi. Tuttavia, i produttori preferiscono in genere il metallo che è stato sottoposto sia a tempra che a rinvenimento. Ciò garantisce che il metallo abbia un’eccellente tenacità e ne riduce la fragilità.
Conclusione
Molti confondono la tempra con il rinvenimento. Ricordate che entrambi questi metodi di trattamento termico sono importanti per rendere i metalli utilizzabili. La tempra rende il metallo fragile e duro, mentre il rinvenimento produce l’effetto opposto. Il rinvenimento riduce inoltre le tensioni interne e migliora la tenacità dei metalli. Vale la pena notare che la tempra viene sempre eseguita per prima. Successivamente, il metallo diventa duro e viene sottoposto a rinvenimento per ridurne la fragilità. In questo articolo ho trattato tutti gli aspetti relativi sia alla tempra che al rinvenimento. Ricordate: questi due metodi sono inseparabili e si completano a vicenda.