La “carbocementazione” o più semplicemente “cementazione”, ha lo scopo di ottenere un prodotto che, dopo i successivi trattamenti termici, presenti uno strato superficiale durissimo e resistente all'usura, unitamente ad un cuore tenace. Essa consiste nella carburazione superficiale di acciai a basso tenore di carbonio, ottenuta mediante lungo mantenimento ad alta temperatura in mezzi capaci di cedere tale elemento. Dopo la tempra, alla superficie del pezzo cementato, si avrà la struttura e la durezza propria degli acciai con circa 1% di carbonio temprati, mentre al cuore, a basso tenore di carbonio e perciò poco sensibile all'effetto indurente della tempra, si avrà duttilità e tenacità, non disgiunte (specie nel caso degli acciai legati) da una considerevole resistenza.
Gli acciai detti appunto da “cementazione” sono dunque caratterizzati da un basso tenore di carbonio, di norma non superiore a ~0,25 %; ciò li distingue nettamente dagli acciai “da bonifica” a tenore di carbonio più elevato. Il trattamento più indicato per conferire al pezzo cementato le migliori caratteristiche sia al cuore che in pelle è quello che si basa sulla doppia tempra. La prima tempra, da temperatura più alta, rigenera la struttura della parte interna mentre la parte esterna viene ad essere temprata da una temperatura più elevata di quella che le compete. Con la seconda tempra, da temperatura più bassa, il nucleo risulta meno efficacemente temprato mentre nella parte esterna si sviluppa la massima durezza.
Normalmente si preferisce un trattamento più economico costituito dalla tempra unica, che presenta anche il vantaggio di evitare eccessive deformazioni dei pezzi. Questo trattamento esige che l'acciaio abbia un grano austenitico fine (grano controllato). Con la tempra unica il pezzo cementato viene temprato direttamente dalla temperatura di cementazione, previo raffreddamento fino alla temperatura di tempra propria dello strato cementato, con sosta a questa temperatura per consentire una migliore diffusione del carbonio (tempra diretta). Dopo la tempra occorre eseguire un rinvenimento di distensione nell'intervallo 150° - 200 °C tenendo presente che questo trattamento provoca una lieve diminuzione della durezza.
Punti critci:
AC1 = temperatura alla quale, durante il riscaldo, inizia la formazione di austenite;
AC3 = temperatura alla quale, durante il riscaldo, termina la trasformazione della ferrite in austenite;
AR3 = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, inizia la trasformazione dell'austenite in ferrite;
AR1 = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, termina la trasformazione dell'austenite in ferrite + cementite;
MS = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, inizia la trasformazione dell'austenite in martensite;
MF = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, termina la trasformazione dell'austenite in martensite.
AC3 = temperatura alla quale, durante il riscaldo, termina la trasformazione della ferrite in austenite;
AR3 = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, inizia la trasformazione dell'austenite in ferrite;
AR1 = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, termina la trasformazione dell'austenite in ferrite + cementite;
MS = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, inizia la trasformazione dell'austenite in martensite;
MF = temperatura alla quale, durante il raffreddamento, termina la trasformazione dell'austenite in martensite.
