Austenite:
La soluzione solida di carbonio ed elementi leganti disciolti nel γ-Fe mantiene comunque le caratteristiche del reticolo cubico a facce centrate del γ-Fe. Questa struttura generalmente esiste ad alte temperature; l'austenite inizia a decomporsi tra 200 e 300 °C. Aumentando la temperatura di riscaldamento, i grani crescono gradualmente. A una data temperatura, maggiore è il tempo di mantenimento, più grossolani saranno i grani di austenite. I contorni dei grani sono relativamente dritti, formando poligoni regolari; è non magnetica, ha buona duttilità, bassa resistenza e una certa tenacità; nell'acciaio temprato, l'austenite residua è distribuita negli spazi tra gli aculei di martensite.
Austenite sottoraffreddata:
Austenite che esiste al di sotto della temperatura A1 ed è instabile, pronta per trasformarsi.
Ferrite:
Una soluzione solida di carbonio ed elementi leganti disciolti in α-Fe, dotata di un reticolo cubico a corpo centrato e di una solubilità estremamente bassa del carbonio; Caratteristiche: presenta buona tenacità e duttilità; mostra una struttura granulare poligonale e brillante; esiste a temperature elevate superiori a 1400 °C, per cui è chiamata ferrite ad alta temperatura o soluzione solida δ, indicata con δ; nell'acciaio ipoeutettico, la ferrite raffreddata lentamente appare come grani massicci con contorni granulari relativamente lisci. Quando il contenuto di carbonio si avvicina alla composizione eutettica (contenuto di carbonio 0,77%), la ferrite precipita lungo i contorni dei grani. (Eutettico: Una trasformazione di fase nella quale due o più nuove fasi precipitano contemporaneamente dalla fase madre.)
Martensite:
Una soluzione solida sovrasatura di carbonio disciolto in α-Fe, con una struttura tetragonale a corpo centrato; le morfologie comuni della martensite includono strutture a listelle e a placche; la morfologia della martensite dipende principalmente dalla temperatura di formazione, che a sua volta dipende dal contenuto di carbonio e dagli elementi di lega nell'austenite; per gli acciai al carbonio, all'aumentare del contenuto di carbonio, la quantità di martensite a listere diminuisce relativamente, mentre aumenta relativamente quella a placche; caratteristiche: alta resistenza e elevata durezza; si forma mediante raffreddamento rapido (tempra) dell'austenite, non è una struttura di equilibrio e si decompone facilmente quando riscaldata a 80–200°C;
Martensite a listere:
Si forma negli acciai a basso e medio tenore di carbonio e negli acciai inossidabili; è costituita da fasci di listere disposte in parallelo. La forma spaziale è appiattita ed allungata, e un grano di austenite può trasformarsi in diversi fasci di listere (di solito da 3 a 5).
Martensite a listere (martensite acicolare):
Questo è comunemente riscontrato negli acciai al carbonio medio e alto e nelle leghe Fe-Ni ad alto contenuto di nichel. Quando le lamelle di martensite più grandi sono troppo piccole per essere risolte da un microscopio ottico, si parla di martensite criptocristallina. La martensite ottenuta dalla tempra normale in produzione è generalmente martensite criptocristallina.
Martensite rinvenuta:
Questa microstruttura si forma in seguito a un rinvenimento a bassa temperatura (150–250°C) e consiste di martensite con un grado inferiore di sovrasaturazione e carburi estremamente fini. La decomposizione della martensite avviene tra 80 e 200°C. Quando l'acciaio viene riscaldato fino a circa 80°C, l'attività atomica al suo interno aumenta e il carbonio sovrasaturo nella martensite inizia a precipitare gradualmente sotto forma di carburi. Il grado di sovrasaturazione di carbonio nella martensite diminuisce continuamente, formando così una struttura mista composta da martensite con un grado inferiore di sovrasaturazione e carburi molto fini.
Cementite:
Un composto di carbonio e ferro, Fe3C; Caratteristiche: contiene il 6,67% di carbonio, ha una struttura cristallina ortorombica complessa; molto duro, estremamente fragile, con tenacità e plasticità quasi nulle;
Perlite:
Una miscela meccanica di ferrite e cementite in strati lamellari alternati, formata dalla reazione eutettoide nelle leghe ferro-carbonio; Caratteristiche: presenta un aspetto madreperlato; le sue proprietà meccaniche sono intermedie tra quelle della ferrite e della cementite, con elevata resistenza, durezza moderata e buona plasticità e tenacità;
Perlita Lamellare:
Una miscela di ferrite e cementite formata da strati sottili sovrapposti alternati; in base alla dimensione dell'interstrato lamellare, può essere suddivisa in: Perlite (interstrato lamellare 450–150 nm, intervallo di temperatura di formazione A1–650 ℃, chiaramente distinguibile al microscopio ottico), Sorbito (interstrato lamellare 150–80 nm, intervallo di temperatura di formazione 650–600 ℃, distinguibile solo con microscopio ottico ad alta ingrandimento) e Troostite (interstrato lamellare 80–30 nm, intervallo di temperatura di formazione 600–550 ℃, distinguibile soltanto con microscopio elettronico);
Perlite Granulare:
Una miscela in cui la cementite è presente in forma granulare all'interno di una matrice di ferrite; la perlite granulare si ottiene generalmente mediante ricottura sferoidizzante; (ricottura sferoidizzante: trattamento termico effettuato per sferoidizzare i carburi nell'acciaio);
Bainite Superiore:
Una miscela formata da ferrite acicolare soprassatura e cementite quando la temperatura scende nell'intervallo 550–350 ℃, con cementite tra gli aghi di ferrite; Caratteristiche: aspetto piumato, fragile, elevata durezza; sostanzialmente identificabile al microscopio ottico 500x. Bainite superiore
Una miscela formata da ferrite acicolare soprassatura e cementite quando la temperatura scende nell'intervallo 350–230 ℃, ma la cementite si trova all'interno degli aghi di ferrite; Caratteristiche: appare come strutture aghiformi nere o simili a foglie di bambù;
Bainite granulare:
Una miscela composta da ferrite blocchetta relativamente grossolana e austenite ricca di carbonio;
Bainite senza carburi:
Una microstruttura composta da una singola fase di ferrite a forma di listelli, nota anche come bainite ferritica; Caratteristiche: la bainite senza carburi appare generalmente negli acciai a basso tenore di carbonio;
Struttura di Widmanstätten:
Una microstruttura multifase nell'acciaio in cui la fase proeutettoide si presenta in forma di aculei o lamine mescolata con perlite lamellare, che si verifica quando i grani di austenite sono relativamente grossolani e la velocità di raffreddamento è appropriata. Caratteristiche: grani grossolani, con forme a placca, piumate o triangolari.
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