L’articolo studia l’influenza della presenza di precipitati sulla resistenza a flessione a piede del dente e sulla resistenza a pitting di ingranaggi carbonitrurati e cementati a bassa pressione.
La cementazione rappresenta il processo standard per il trattamento termico per ingranaggi altamente sollecitati. La microstruttura dello strato superficiale degli ingranaggi è costituita principalmente da martensite con una certa quantità di austenite trattenuta.
Nelle norme nazionali e internazionali, il contenuto di austenite trattenuta per una capacità di carico ottimale del piede e del fianco è solitamente pari al 25-30 vol.-%.
Inoltre, la presenza di precipitati è ammessa, solo entro a certi limiti.
In un progetto di ricerca portato avanti da IWT Bremen ed FZG, Università Tecnica di Monaco di Baviera, si sono volontariamente superati i valori raccomandati dalle normative (elevati valori di austenite trattenuta e presenza di carburi o carbonitruri precipitati) al fine di determinarne l’influenza sulla capacità di carico degli ingranaggi.
Sono stati utilizzati diversi processi di trattamento termico. In questo articolo viene presentata una selezione dei risultati ottenuti, con particolare attenzione a quelli relativi all’acciaio 20MnCr5. Oltre a variare il trattamento termico, sono state studiate diverse condizioni di pallinatura.
Le varianti con strato superficiale alterato mostrano in alcuni casi una capacità di carico significativamente maggiore rispetto alla variante di riferimento cementata a gas (sebbene la durezza superficiale sia significativamente inferiore ai valori tipici per gli strati superficiali cementati).
L’articolo confronta i valori di resistenza determinati sperimentalmente con lo stato dell’arte e propone possibili spiegazioni per l’aumento della vita in presenza di modifica dello strato superficiale.
I requisiti per i componenti cementati (in particolare con riferimento allo strato superficiale) sono definiti in normative nazionali e internazionali, come la DIN 3990-5 e la ISO 6336-5. In particolare, viene sempre indicato un limite all’austenite trattenuta pari a un massimo del 30 vol.-%, nonché indicazioni sui precipitati.
