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Data: 18-21 ottobre 2026 - Luogo: Chicago, Illinois, Stati Uniti

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Surface hardening

PREVENZIONE ECCEZIONALE

DEL GRIPPAGGIO UTILIZZANDO L’INDURIMENTO SUPEREXPANITE SU ACCIAIO INOSSIDABILE MARTENSITICO.

Test di Grippaggio Martensitico G98

Il grippaggio è un problema diffuso per l’acciaio inossidabile – anche sull’acciaio inossidabile martensitico trattato con la tempra standard in vuoto, le sfide persistono. Basandosi su un test standard ASTM G98 per la resistenza al grippaggio dei materiali, i risultati di prevenzione del grippaggio sull’acciaio inossidabile martensitico 1.4021 trattato con il processo di indurimento superficiale SuperExpanite® sono davvero eccezionali e dimostrano che Expanite® offre soluzioni superiori per migliorare la resistenza al grippaggio.

Test standard ASTM G98 per la resistenza al grippaggio.

La geometria del test ASTM G98 prevede un pulsante cilindrico che viene ruotato di 360° contro un blocco stazionario sotto un carico normale crescente. Per il test condotto con campioni fabbricati in 1.4021 e trattati con SuperExpanite10 (NC Cryo), i carichi di prova variavano da 10 ksi (circa 68,9 MPa) a 80 ksi (circa 551,6 MPa) con un passo di 10 ksi.

Dopo la rotazione, le superfici di contatto sono state ispezionate visivamente per il grippaggio e valutate con un punteggio numerico nell’intervallo da 0 a 10, dove 0 sta per “nessun danno” e 10 per “grippaggio”, definito nello standard come “una forma severa di usura caratterizzata da trasferimenti di materiale localizzati e macroscopici, rimozione o formazione di protuberanze superficiali quando due superfici solide sperimentano scorrimento relativo sotto carico”.

La descrizione di tutti i punteggi può essere vista nella Tabella 1.

Tabella 1.: Descrizione dei gradi delle superfici nello standard di prova ASTM G98.

DefinizioneClassifica
0 = Nessun danno

Rank

0 = Nessun danno

0

B = Lucidato

1

W = Usura

2

S = Graffiatura

3

I = Grippaggio incipiente

4

A = Trasferimento adesivo

6

G = Grippato

10

Tabella 2.: Classifiche assegnate alle superfici trattate dopo il test ASTM G98

Pressure (ksi)

Pressure (MPa)
Rank / Grade
Rank / Grade
10
68.9
1
1
20
137.9
1
1
30
206.8
1
1
40
275.8
1
1
50
344.7
1
1
60
413.7
1
1
70
482.6
1
1
80
551.6
1
1

Grippaggio dopo SuperExpanite10 (NC Cryo)

Il risultato del test mostra un’eccezionale resistenza al grippaggio offerta dal trattamento superficiale SuperExpanite10 (NC Cryo). I punteggi per le superfici dei pulsanti e dei blocchi ai carichi di prova specifici sono mostrati nella Tabella 2. Le superfici in acciaio 1.4021 temprate in vuoto presentano grippaggio sotto carichi normali molto bassi di 0,7 MPa (0,1 ksi), come evidenziato in modo più dettagliato in un test precedente.

In una coppia accoppiata con due superfici trattate con SuperExpanite di acciaio inossidabile martensitico 1.4021, il grippaggio è completamente mitigato anche a carichi estremamente elevati (fino al massimo testato di 551,6 MPa). Si noti che, confrontando i risultati con e senza SuperExpanite10 (NC Cryo), anche un aumento della pressione di contatto di 800 volte non è sufficiente a indurre il grippaggio. I segni di lucidatura sulle superfici di prova e sulla superficie di accoppiamento dei pulsanti possono essere visti nelle Figure 4-9. Non si possono osservare differenze significative tra i test con la pressione di contatto più bassa e quella più alta. Durante il test è stato misurato il torque necessario per ruotare i pulsanti (vedi Figura 3), e per la forza più alta utilizzata, è stato misurato un valore di circa 27 N·m. Il torque per la lega 1.2379 (circa 750 HV) è stato registrato nel test a oltre 200 N·m.

 Microphotograph of SuperExpanite®10 (NC Cryo)

Figura 1.: Microfotografia della SuperExpanite®10 (NC Cryo) sulla lega 1.4021 (ingrandimento x40).


Soluzione specializzata per applicazioni esigenti

Materiali ad alte prestazioni richiedono soluzioni ad alte prestazioni. Il SuperExpanite10 (NC Cryo) è un trattamento superficiale speciale sviluppato per leghe martensitiche. Il processo consiste in tre fasi: ExpaniteHigh-T, che fornisce una maggiore durezza fino a 1 mm di profondità, un trattamento a sub-zero che garantisce una struttura martensitica omogenea e un ExpaniteLow-T, che crea in-situ uno strato indurito di 10 μm di austenite espansa (vedi Figura 1) con una durezza superficiale di circa 1200 HV. Tuttavia, questo passaggio è anche responsabile del rinvenimento del materiale di base.

Il profilo di durezza per la lega 1.4021 trattata con SuperExpanite10 (NC Cryo) può essere visto nella Figura 2. La durezza media del nucleo dopo il trattamento è stata misurata a 625 HV1.

Una diminuzione della durezza del materiale sottostante trattato con ExpaniteHigh-T inizia a manifestarsi oltre 800 μm e raggiunge i valori di durezza del nucleo a circa 1,4 mm.

Hardness profile ASTM G98 Matenstitic

Figura 2.: Profilo di durezza SuperExpanite10 (NC Cryo) sulla lega 1.4021 (curva di potenza adattata per guidare l’occhio).

Hardness profile ASTM G98 Matenstitic

Figure 3.: Misurazioni del momento torcentale (N.m) della superficie trattata con SuperExpanite10 (NC Cryo) della lega 1.4021 nel test ASTM G98.

Wear test ASTM G98 Martenstitic

Fig 4.: Pulsanti dopo il test. Sinistra: 10ksi; destra: 20ksi.

Wear test ASTM G98 Martenstitic

Fig 5.: Pulsanti dopo il test. Sinistra: 30ksi; destra: 40ksi.

Wear test ASTM G98 Martenstitic

Fig 6.: Pulsanti dopo il test. Sinistra: 50ksi; destra: 60ksi.

Wear test ASTM G98 Martenstitic

Fig 7.: Pulsanti dopo il test. Sinistra: 70ksi; destra: 80ksi.

Wear test ASTM G98 Martenstitic

Figura 8.: Piatti dopo il test con segni di lucidatura visibili. Da sinistra a destra: da 10 a 50 ksi.

Wear test ASTM G98 Martenstitic

Figura 9.: Piatti dopo il test con segni di lucidatura visibili. Da sinistra a destra – da 60 a 80 ksi.


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