Metall. - Operazione mediante la quale si altera la
composizione di uno strato superficiale di un pezzo in acciaio per migliorarne
le caratteristiche, in particolare la durezza, senza menomarne la resilienza. Si
basa essenzialmente sul fatto che un assorbimento di carbonio, per diffusione
allo stato solido, da parte di un acciaio altera la struttura austenitica del
ferro, dando origine a dei reticoli distorti di tipo martensitico. La
carburazione si compie per la diffusione di carbonio nel ferro, che avviene con
velocità sensibili fra gli 850° e 900 °C. Il carbonio che deve
diffondere nel pezzo può essere portato a contatto di questo in vari
modi. Un primo metodo consiste nel porre il pezzo in una cassa e ricoprirlo di
carbone; la cassa viene poi posta in un
forno di c. e lasciata alla
temperatura detta per un tempo variabile da 1 a 10 ore. Altri metodi invece
portano il pezzo alla temperatura voluta, indi provocano su di esso la
formazione di carbonio per decomposizione di sostanze gassose o liquide (ossido
di carbonio, cianuri alcalini, carbonati, oli minerali, ecc.). In questi casi il
carbonio si libera molto suddiviso, e la sua diffusione è più
favorita rispetto a quella del carbonio usato sotto forma di carbone. La
velocità di diffusione dipende ovviamente dalla temperatura, ed è
crescente con essa; il tempo di trattamento si regola quindi in base alla
temperatura e allo spessore di penetrazione voluta. Alle temperature del
trattamento il ferro si trova nel campo del ferro
γ o
austenite, che ha un reticolo cubico a
facce centrate; il carbonio introdotto forma in parte
cementite
Fe
3C e in parte si inserisce in posizione interstiziale nel reticolo
del ferro γ. Durante il raffreddamento, la
struttura cubica a facce centrate del ferro γ
tende a passare a quella cubica a corpo centrato propria del ferro
α (
ferrite). La presenza di un'alta
percentuale di carbonio (che comunque non supera mai di molto l'1,7%) e della
cementite stabilizza la fase ferro γ impedendone
la conversione in ferro α; ne risulta una
struttura del tipo ferro γ, cioè cubica a
facce centrate, ma con un reticolo distorto, che prende il nome di
martensite. La presenza di questa, date le forti tensioni provocate dalla
distorsione delle celle elementari e della cementite, che presenta grande
durezza anche pura, conferisce alla parte del pezzo che ha subito il trattamento
di cementazione una durezza molto maggiore di quella del pezzo base. Talvolta
alla carburazione si fa precedere una
nitrurazione: il pezzo viene
scaldato in corrente di azoto o, meglio, di ammoniaca; l'azoto si diffonde nel
ferro formando un azoturo; questo a temperature più alte diventa
instabile e il carbone si sostituisce facilmente all'azoto. Talvolta si fa
seguire alla
c. un trattamento di
rinvenimento del pezzo per
eliminarne le tensioni interne residue. Ciò da un lato migliora le
caratteristiche di resilienza del pezzo, ma ha anche l'effetto indesiderato di
ridurre la durezza ottenuta mediante
c., in quanto favorisce la
distruzione del reticolo martensitico e di quello austenitico essendo questi
entrambi instabili a temperatura ambiente. •
Chim. - Operazione di spostamento di un elemento chimico da una soluzione
acquosa per mezzo di una reazione di scambio con un altro elemento meno nobile,
cioè a potenziale maggiore nella
serie elettrochimica delle
tensioni. In genere questa operazione si può fare con facilità
solo nel caso di metalli; ad esempio, data una soluzione di sali di stagno o
bismuto o altri elementi più nobili, addizionando alla soluzione dei
pezzi di zinco metallo, o polvere dello stesso, precipitano i metalli detti in
forma molto suddivisa. Un caso industriale di notevole interesse è il
recupero del rame da soluzioni solforiche per addizione ad esse di ferro
metallico in trucioli o di rottami di ferro. Avviene la
reazione:
Fe + CuSO
4
→ FeSO
4 + Cu
e il rame precipita quantitativamente sotto forma
di polvere metallica. • Ind. estratt. - Nelle
perforazioni di polvere la
c. è l'operazione di riempimento degli
interstizi fra il tubo perforante e il suolo (quando questo non ha sufficiente
consistenza) per impedire che attraverso tali cavità possano sfuggire gas
o liquidi delle falde attraversate dalla perforazione. Nella perforazione di
pozzi petroliferi tale operazione non si fa più, in quanto la tenuta
è realizzata mediante il
fango di perforazione, che ha anche altri
uffici, come la lubrificazione dello scalpello, ecc.