La decarburazione si riferisce alla perdita di carbonio dallo strato superficiale di una lega, tipicamente acciaio, quando viene riscaldata ad alte temperature (generalmente superiori a 700℃) in un'atmosfera contenente ossigeno o idrogeno. Questo fenomeno è classificato in base alla sua estensione e causa.
1. Decarburazione basata sull'estensione
Nei test metallurgici, la decarburazione è classificata in base al grado di perdita di carbonio nello strato superficiale:
Decarburazione completa (Tipo 1): Questo si verifica quando il carbonio viene completamente rimosso, con conseguente strato misurabile di ferrite pura (ferro privo di carbonio) sulla superficie.
Decarburazione parziale (Tipo 2 e 3): Questo descrive lo strato di transizione in cui il contenuto di carbonio aumenta gradualmente dalla superficie al contenuto originale del nucleo. La perdita è superiore al 50% (Tipo 2) o inferiore al 50% (Tipo 3) senza uno strato completamente privo di carbonio.
2. Decarburazione basata sull'intento
Dal punto di vista del processo, la decarburazione è classificata in base al fatto che sia un risultato intenzionale o non intenzionale:
Decarburazione accidentale/indesiderata: Questo è il tipo più comune e problematico, che si verifica involontariamente durante i processi di produzione ad alta temperatura come la forgiatura, la laminazione a caldo o il trattamento termico. Riduce notevolmente la durezza superficiale, la resistenza all'usura e la resistenza a fatica di componenti critici come elementi di fissaggio e ingranaggi.
Decarburazione intenzionale: Questo è un processo controllato utilizzato per ottenere proprietà specifiche del materiale. Un esempio lampante è la produzione di acciaio elettrico (acciaio al silicio), dove è richiesto un basso contenuto di carbonio per ridurre al minimo le perdite del nucleo magnetico, migliorando così l'efficienza elettrica.
La prevenzione della decarburazione accidentale di solito comporta l'utilizzo di atmosfere controllate (gas inerti o vuoto) durante il riscaldamento.