Inferriate in acciaio: resistenza meccanica del materiale carbonitrurato

Inferriate in acciaio ferro barre

La carbonitrurazione è un processo utilizzato durante la produzione delle inferriate di sicurezza con lo scopo di aumentare la durezza superficiale delle grate trattate, solitamente in acciaio trafilato o laminato.

L’aumento della durezza superficiale del materiale trattato si ottiene attraverso un particolare processo termochimico, che combina una miscela gassosa di carbonio e azoto all’acciaio. La carbonitrurazione serve così ad aumentare la resistenza all’usura del materiale, mantenendone inalterate le caratteristiche meccaniche originali.

 

Cos’è la carbonitrurazione

La carbonitrurazione, solitamente, viene eseguita su pezzi di acciaio a basso tenore di carbonio: questi vengono scaldati a temperature comprese tra 721°C e 910°C per 3/4 ore, combinati con una miscela gassosa o liquida che cede carbonio e azoto al materiale trattato.

Con la carbonitrurazione si ottiene così uno strato superficiale ad alta temprabilità, a cui fa seguito un trattamento di tempra diretta così da mantenere il materiale trattato resistente e tenace per un lungo periodo di tempo. Applicando questo trattamento ad una grata di sicurezza, si ottiene un prodotto molto più resistente al taglio e ai tentativi di effrazione, e quindi un’inferriata certificabile in classe 4.

Processo di carbonitrurazione dell’acciaio

Prima di esser carbonitrurati, i pezzi di acciaio vengono sottoposti al trattamento di distensione, ovvero un particolare trattamento termico che consiste prima nel riscaldare il materiale e, in seguito, nel raffreddamento lento con lo scopo di ridurne le tensioni, senza però ancora alterarne la durezza. Segue quindi la carbonitrurazione vera e proria, che è un processo termochimico di diffusione superficiale di carbonio e azoto: grazie all’azione di questa miscela gassosa di carbonio e azoto, vengono prodotte delle deformazioni sui pezzi di acciaio che lo rendono più resistente, e che all’occhio nudo risultano impercettibili (motivo per il quale questo processo viene utilizzato anche su pezzi di piccola dimensione).

La profondità alla quale gli atomi di carbonio e azoto penetrano nello strato superficiale dell’acciaio può essere regolata: in questo modo si ottengono superfici più o meno dure e resistenti all’usura.

 

Vantaggi del trattamento e grate più resistenti

Il processo di carbonitrurazione viene eseguito perché apporta diversi benefici al materiale trattato. Per prima cosa questo trattamento non produce nessuna deformazione e, per questo motivo, viene eseguito anche su pezzi di piccolo spessore. Nello specifico, la carbonitrurazione viene eseguita allo scopo di:

  • Aumentare la resistenza all’usura
  • Aumentare la durezza superficiale
  • Aumentare la resistenza a fatica
  • Indurire parzialmente un materiale
  • Migliorare le caratteristiche di resistenza superficiale anche di acciai a bassa temprabilità
  • Ridurre le temperature di tempra e le deformazioni
  • Ridurre il rischio di frattura dei pezzi lavorati

 

Quando viene applicata la carbonitrurazione

Ogni produttore di inferriate di sicurezza ha la libertà di scegliere le modalità produttive più idonee, al fine di ottenere un prodotto finito con caratteristiche tecniche e strutturali che rispondano in modo adeguato a quanto richiesto dalle normative sui sistemi di sicurezza.

L’effettiva corrispondenza del prodotto alla normativa viene certificato da enti preposti, i quali garantiscono (con appositi test) che la grata di sicurezza possegga effettivamente tutti i requisiti di resistenza richiesti. Per questo, il processo di carbonitrurazione può essere applicato in modo differente alle diverse componenti della grata, così da ottenere un prodotto che combini in modo efficace durezza e flessibilità.

Tecniche produttive avanzate per le Inferriate in classe 3 e classe 4

La carbonitrurazione eseguita sui tondini di acciaio (sia da 14 mm che da 16 mm di diametro) modifica la struttura dell’acciaio solo superficialmente, penetrando per uno spessore minimo che non va a modificare minimamente la tenacità e resistenza interna delle barre (continueranno ad avere la stessa resistenza meccanica delle barre di acciaio non trattate).

I tubolari carbonitrurati aventi spessore da 2 mm che caratterizzano la restante parte strutturale delle inferriate certificate in classe di resistenza 3 secondo la normativa UNI EN 1627:2011 e in classe di resistenza 4, sono inseriti all’interno di un tubolare non carbonitrurato, garantendo in questo modo tutte le caratteristiche meccaniche di un tubolare unico non trattato termicamente.

Anzi, le strutture delle inferriate indurite con carbonitrurazione, offrono maggiore resistenza meccanica (ad esempio contro il crick o contro il piede di porco) in quando la struttura portante dell’inferriata è realizzata con due tubolari.

Anche sulle restanti parti meccaniche (come ad esempio cerniere, snodi e puntali) la carbonitrurazione aumenta la resistenza superficiale a circa 60 HRC e non fa perdere la tenacità dell’acciaio al suo interno, mantenendo sempre resistente e flessibile l’acciaio contro i tipici attacchi di forzatura.

 

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