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Cementazione.

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 Fe3C 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 + CuSO4 → FeSO4 + 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.