Ecco una panoramica di come il boro contribuisce alla resistenza dell'acciaio:
1. Affinamento del grano:il boro forma composti stabili con azoto e ossigeno presenti nell'acciaio, prevenendo la formazione di grani grossolani durante il processo di trattamento termico. I grani più fini migliorano la resistenza e la tenacità complessive del materiale.
2. Temprabilità:l'effetto più significativo del boro nell'acciaio è l'aumento della temprabilità. Il boro ha un'elevata affinità per il carbonio e forma facilmente carburi di boro. Questi carburi di boro si disperdono in tutta la microstruttura dell'acciaio, agendo come siti di nucleazione per i metalli. La martensite è una fase dura e fragile che contribuisce alla resistenza e alla durezza dell'acciaio. La maggiore temprabilità consente una penetrazione più profonda della durezza, anche nelle sezioni di acciaio più spesse.
3. Rafforzamento della soluzione solida:gli atomi di boro si dissolvono interstizialmente nella matrice di acciaio, causando distorsioni del reticolo e ostacolando il movimento delle dislocazioni. Questo meccanismo di rafforzamento in soluzione solida migliora ulteriormente la resistenza e la durezza dell'acciaio.
4. Rafforzamento tramite precipitazione:oltre a formare carburi di boro, il boro può anche reagire con altri elementi presenti nell'acciaio, come il vanadio e il titanio. Questi precipitati complessi contenenti boro fungono da barriere aggiuntive al movimento delle dislocazioni, contribuendo al rafforzamento delle precipitazioni e quindi migliorando la resistenza dell'acciaio.
Il boro è comunemente utilizzato negli acciai ad alta resistenza per applicazioni automobilistiche, come ingranaggi, alberi e altri componenti che richiedono una combinazione di resistenza, resistenza all'usura e temprabilità. Tuttavia, a causa delle sue forti interazioni con carbonio e azoto, il boro deve essere attentamente controllato per evitare potenziali problemi di fragilità e ridotta saldabilità.
