Ottimizzazione della microstruttura e delle proprietà micromeccaniche della coltre bianca sull’acciaio 42CrMo4 nitrurato e nitrocarburato (Microstructure and micromechanical properties optimization of the white layer on 42CrMo4 nitrided and nitrocarburized steel)

La nitrurazione è ampiamente utilizzata per migliorare durezza, resistenza a fatica, a usura e a corrosione degli acciai. Il processo di nitrurazione gassosa induce la formazione in superficie della coltre bianca, costituita dai nitruri ε e γ’: il nitruro ε-Fe3N costituisce prevalentemente lo strato esterno più poroso e i nitruri ε-Fe3N e γ’-Fe4N costituiscono il sottostante strato compatto, adeso allo strato di diffusione. Le caratteristiche microstrutturali e, conseguentemente, le proprietà mi- cromeccaniche della coltre bianca influenzano la resistenza a usura dei componenti nitrurati e sempre più frequentemente ai trattamentisti industriali giungono richieste molto differenti in termini di spessore della coltre bianca e strato poroso. Questo lavoro si focalizza sulla caratterizzazione microstrutturale e micromeccanica della coltre bianca prodotta sull’accia- io 42CrMo4 dalla nitrurazione gassosa, mediante microscopia elettronica ad alta risoluzione, diffrazione a RX, scratch test, nanoindentazione e test tribologici ball-on-disk (antagonista: allumina). L’analisi della varianza (ANOVA) è stata utilizzata per valutare l’influenza dello spessore totale della coltre bianca e dello strato poroso sulla resistenza a usura dell’acciaio 42CrMo4 nitrurato. I risultati sperimentali sono stati elaborati mediante Design of Experiments (DoE), con lo scopo di otte- nere un’equazione che descriva il coefficiente di usura come funzione delle proprietà microstrutturali e meccaniche della coltre bianca. I risultati delle prove sperimentali e dell’analisi con il DoE hanno dimostrato che lo spessore dello strato e la porosità influenzano in modo rilevante la resistenza a usura dell’acciaio.