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Trattamento termico

# Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità

Scopri come il test Jominy misura la temprabilità dell’acciaio e come la composizione chimica, la dimensione dei grani e la tempra influenzano i risultati.

![Ritratto di Anders Bergström, giornalista del settore siderurgico](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg)

 **[Anders Bergström](/it/notizie/autore/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Trattamento termico 60+ min di lettura Aggiornato 14 ago 2026 Verificato scientificamente

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## La temprabilità non è la durezza

Un acciaio può essere duro in superficie senza indurirsi in profondità. Questa affermazione è fondamentale per interpretare correttamente un risultato Jominy. La **durezza** è la resistenza di un materiale alla penetrazione o a un’altra forma specificata di deformazione, misurata mediante metodi quali Rockwell, Brinell o Vickers. La **temprabilità** è diversa: descrive fino a quale profondità, e con quale uniformità, un acciaio sviluppa durezza quando un trattamento definito di austenitizzazione e tempra produce una storia di raffreddamento definita.

La distinzione è importante perché la durezza è una condizione misurata in una determinata posizione, mentre la temprabilità descrive la risposta del materiale attraverso una sezione. Un singolo valore Rockwell C rilevato in superficie non identifica la velocità di raffreddamento che lo ha prodotto, la microstruttura sottostante o la durezza che rimane al centro di un componente. Definire semplicemente un acciaio come “duro” lascia senza risposta queste domande. Per questo motivo, questo articolo utilizza la terminologia di ASTM A255 e ASM International, anziché trattare durezza e temprabilità come proprietà intercambiabili.

### Definizioni utilizzate da ASTM A255 e ASM International

ASTM A255-20 definisce la temprabilità come “la profondità fino alla quale l’acciaio si indurisce quando viene temprato”. La definizione è breve, ma la parola importante è *profondità*. La temprabilità non è un secondo nome per il valore di durezza riportato su un certificato di prova. Riguarda la penetrazione dell’indurimento dalla superficie verso l’interno durante la tempra.

Principali differenze di geometria e campo di applicazione tra le due norme Jominy indicate.
| Norma | Geometria del provino | Principio della prova |
|---|---|---|
| ASTM A255-20 | Barra cilindrica, 1 pollice di diametro | Un'estremità viene temprata e la durezza viene misurata a distanze crescenti |
| ISO 642:2024 | 25 mm di diametro; almeno 100 mm di lunghezza | Prova di tempra d'estremità dell'acciaio con misurazioni della durezza in funzione della distanza |

Curva di temprabilità Jominy **Curva di temprabilità Jominy** Grafico che mostra la durezza misurata in funzione della distanza dall'estremità temprata in acqua di un provino normalizzato.

La stessa norma specifica la prova quantitativa di tempra a estremità, o prova Jominy. Il provino è una barra cilindrica di diametro pari a 1 pollice. Dopo il riscaldamento fino alla condizione di austenitizzazione prescritta, un’estremità viene temprata mediante un getto d’acqua controllato. Le misure di durezza vengono quindi effettuate a distanze crescenti dall’estremità temprata. Il grafico risultante durezza-distanza è la curva di temprabilità Jominy.

ISO 642:2024 specifica la prova di temprabilità dell’acciaio mediante tempra a estremità, utilizzando un provino di diametro pari a 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm. Le dimensioni sono simili a quelle della specifica ASTM, ma non costituiscono semplicemente una riformulazione informale della stessa. Un risultato deve essere associato alla norma e all’edizione che hanno definito il provino, la pratica di riscaldamento, la configurazione della tempra, le posizioni di misura e il metodo di presentazione dei risultati. In caso contrario, l’espressione “durezza Jominy” può descrivere un numero senza identificare una prova riproducibile.

ASM International fornisce il significato metallurgico più ampio. Il suo capitolo del 1990 sugli acciai al carbonio e basso-legati descrive la temprabilità come la proprietà che governa la **profondità e la distribuzione della durezza prodotta dalla tempra**. ASM identifica inoltre la composizione dell’acciaio e la dimensione dei grani di austenite come fattori principali che influenzano la temprabilità. Il tenore di carbonio influisce sulla durezza ottenibile dalla martensite, mentre gli elementi di lega possono ritardare le trasformazioni che competono con la formazione di martensite durante il raffreddamento. Anche la dimensione dei grani di austenite modifica il comportamento di trasformazione. Questi fattori agiscono attraverso la storia termica; non trasformano la temprabilità in un valore fisso di durezza.

### Perché un acciaio duro può avere una temprabilità limitata

Si considerino due provini le cui superfici temprate mostrano la stessa elevata durezza. Questa osservazione stabilisce soltanto che le regioni superficiali hanno raggiunto una microstruttura e una condizione in grado di produrre tali valori. Non dimostra che entrambi i provini si siano induriti fino alla stessa profondità.

Durante una tempra convenzionale, la superficie si raffredda più rapidamente. Se l’acciaio ha una temprabilità limitata, la superficie può trasformarsi in larga misura in martensite, mentre le regioni più interne si raffreddano più lentamente e formano miscele quali bainite, perlite o altri prodotti di trasformazione. Tali regioni possono avere una durezza molto inferiore a quella della superficie. Un piccolo provino di laboratorio può quindi apparire completamente duro, mentre un componente di maggiori dimensioni ottenuto dallo stesso colaggio sviluppa un cuore più tenero, poiché il calore fuoriesce meno rapidamente dall’interno.

È per questo che durezza e temprabilità rispondono a domande ingegneristiche diverse. Una prova di durezza chiede: “Quanto è resistente questa posizione al penetratore specificato?”. Una prova di temprabilità chiede: “Come varia la durezza con la distanza da una superficie temprata secondo questa configurazione di raffreddamento definita?”. La prima condizione può essere soddisfatta in un punto mentre la seconda rimane sfavorevole.

La composizione chimica dell’acciaio illustra la differenza. Il carbonio influisce fortemente sulla durezza massima della martensite, ma un’elevata durezza superficiale potenziale non garantisce un indurimento profondo. Al contrario, gli elementi di lega che ritardano le trasformazioni diffusive possono consentire all’acciaio di formare martensite a distanze maggiori dalla superficie temprata, anche quando la durezza in una determinata posizione dipende dal tenore di carbonio e dalla microstruttura locale. Anche la dimensione dei grani, il trattamento termico precedente, le dimensioni del provino e l’intensità della tempra influenzano il risultato osservato. La temprabilità è quindi una risposta dell’acciaio in determinate condizioni, non un’etichetta isolata associata a un grado di acciaio.

Una misura della durezza superficiale può inoltre nascondere una non uniformità causata da decarburazione, calamina, danni da rettifica, austenite trattenuta o da una posizione di misura non idonea. Tale misura può essere valida per quella superficie e rimanere tuttavia inutilizzabile come prova della distribuzione della durezza attraverso la sezione.

### Profondità e distribuzione della durezza dopo la tempra

La prova Jominy crea, in un unico provino, un intervallo controllato di velocità di raffreddamento. La procedura dell’University of Illinois riscalda un provino cilindrico fino alla sua temperatura di austenitizzazione, tempra un’estremità con un getto d’acqua e misura la durezza a distanze crescenti da tale estremità. L’University of Cambridge spiega il fondamento fisico della prova: l’estremità temprata si raffredda direttamente nell’acqua, mentre il resto del provino si raffredda in aria, producendo lungo la barra un intervallo continuo di velocità di raffreddamento.

Una diminuzione graduale e una diminuzione ripida rappresentano risposte di temprabilità diverse, anche quando i provini hanno una durezza simile in prossimità dell'estremità. Strong evidence

La distanza dall’estremità temprata costituisce quindi un modo pratico per campionare storie di raffreddamento differenti. In prossimità dell’estremità, la velocità di raffreddamento è elevata e la durezza può essere alta. A distanze maggiori, il raffreddamento è più lento e la curva può diminuire, poiché diventano più rilevanti prodotti di trasformazione diversi dalla martensite. La forma e la posizione della curva descrivono la distribuzione della durezza nelle condizioni di prova. Una diminuzione graduale indica una risposta diversa rispetto a una diminuzione ripida, anche se entrambi i provini presentano durezze simili nel primo punto di misura.

#### Interpretare la curva entro i suoi limiti

La curva è un confronto normalizzato e un dato di riferimento per la progettazione del processo. Il diametro del componente, la geometria, lo stato superficiale, il ciclo di austenitizzazione, l'agitazione e il mezzo temprante possono produrre una storia di raffreddamento diversa.

Una curva Jominy non riproduce direttamente il profilo di durezza di ogni componente reale. Il componente può avere un diametro, una geometria, una condizione superficiale, un ciclo di austenitizzazione, un livello di agitazione o un mezzo di tempra diversi. L’estrazione del calore da un cilindro in un dispositivo per la tempra a estremità non è identica a quella da un dente di ingranaggio, da un albero, da una piastra o da uno spigolo. La curva è uno strumento di confronto standardizzato e un elemento di riferimento per la progettazione del processo, non una garanzia universale per ogni dimensione di sezione.

La curva non misura inoltre la durezza a ogni possibile velocità di raffreddamento con precisione illimitata. Il suo significato dipende dalla procedura di prova e dall’accuratezza delle misure di durezza effettuate alle distanze specificate. La Materials Education Foundation descrive pertanto la prova Jominy come una misurazione della durezza a distanze crescenti da un’estremità temprata, allo scopo di determinare la temprabilità dell’acciaio.

La durezza e la temprabilità sono proprietà diverse, e la sola durezza superficiale non può sostituire una curva di temprabilità. Strong evidence

 \[1\] \[1\] [**Standard Test Methods for Determining Hardenability of Steel**](https://store.astm.org/a0255-20.html). ASTM International. ASTM International standard, 2020.La conclusione corretta è specifica: la durezza indica la resistenza in una posizione sottoposta a prova; la temprabilità indica la profondità e la distribuzione della durezza prodotta da una tempra definita. ASTM A255-20, ISO 642:2024 e ASM International mantengono questa distinzione. La sola durezza superficiale non può sostituire una curva di temprabilità.

## Che cosa misura la prova di tempra a un’estremità Jominy

Una prova Jominy non assegna a un acciaio un unico valore di durezza per poi definire la temprabilità sulla base di quel valore. Misura come varia la durezza lungo un provino che ha sperimentato un intervallo controllato di condizioni di raffreddamento. Il risultato è una curva di temprabilità: la durezza rappresentata in funzione della distanza dall’estremità temprata.

Questa distinzione è importante. La durezza è la resistenza di una determinata zona alla penetrazione o alla deformazione. La temprabilità è la capacità dell’acciaio di sviluppare durezza fino a una determinata profondità durante la tempra. ASTM A255-20 definisce la temprabilità come «la profondità fino alla quale l’acciaio si indurisce quando viene temprato» e specifica la prova quantitativa di tempra a un’estremità, o prova Jominy, utilizzando un provino cilindrico di diametro pari a 1 pollice. ISO 642:2024 specifica un provino per la prova di tempra dell’acciaio a un’estremità, di diametro pari a 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm. La lieve differenza dimensionale riflette i requisiti dichiarati di due norme, non due significati diversi della temprabilità.

La prova crea storie termiche differenti all’interno dello stesso pezzo di acciaio. L’estremità temprata si raffredda nelle condizioni più severe, mentre le zone più lontane si raffreddano a velocità progressivamente inferiori. Se, in tali condizioni, l’acciaio forma facilmente martensite, la durezza elevata si estende più lontano lungo la barra. Se la trasformazione inizia prima che le regioni più distanti possano formare una quantità significativa di martensite, la durezza diminuisce più rapidamente con la distanza. La curva mostra quindi sia la durezza sviluppata durante una tempra severa, sia la distanza lungo la quale l’acciaio può mantenere tale risposta.

![Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità](/images/uploads/d3f4358f-bad1-473a-9469-accfa12247a7/wiki-inline-a-machined-cylindrical-steel-jominy-specimen-being-heated-in-a-laboratory-furnac-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/d3f4358f-bad1-473a-9469-accfa12247a7/wiki-inline-a-machined-cylindrical-steel-jominy-specimen-being-heated-in-a-laboratory-furnac-2027x2560.avif "Ingrandisci immagine — Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità")A defined austenitizing treatment establishes the specimen’s starting condition.

### Austenitizzazione del provino cilindrico

#### Sequenza della prova Jominy

1. **Austenitizzare** Riscaldare il provino cilindrico fino alle condizioni di austenitizzazione prescritte.
2. **Posizionare** Collocare il provino nel dispositivo per la tempra d'estremità.
3. **Temprate** Applicare un getto d'acqua controllato a un'estremità mentre il resto si raffredda in aria.
4. **Misurare** Registrare la durezza a distanze crescenti dall'estremità temprata.
5. **Rappresentare graficamente** Rappresentare la durezza in funzione della distanza per ottenere la curva di temprabilità.

Principali fasi che creano e misurano il gradiente di raffreddamento Jominy.
| Fase | Condizione termica o fisica | Scopo nella prova |
|---|---|---|
| Austenitizzazione | Il provino viene riscaldato fino a raggiungere la condizione austenitica | Stabilire una struttura iniziale definita |
| Tempra d'estremità | Un'estremità riceve un getto d'acqua controllato | Creare la condizione di raffreddamento più severa |
| Raffreddamento in aria | Il resto si raffredda senza spruzzo d'acqua diretto | Creare un raffreddamento progressivamente più lento all'aumentare della distanza |
| Misurazione della durezza | Le letture vengono effettuate lungo la traccia preparata | Registrare la risposta al gradiente di raffreddamento |

Austenitizzazione **Austenitizzazione** Riscaldamento dell'acciaio entro un intervallo di temperatura prescritto affinché la struttura iniziale diventi austenite prima della tempra.

La procedura inizia con un provino cilindrico lavorato meccanicamente. Il Materials Technology and Innovation Laboratory dell’University of Illinois descrive la sequenza come il riscaldamento del provino fino alla temperatura di austenitizzazione, l’applicazione di un getto d’acqua a un’estremità, la misurazione della durezza a distanze crescenti da tale estremità e la rappresentazione grafica della durezza in funzione della distanza. L’austenitizzazione modifica la struttura iniziale trasformandola in austenite, la fase ad alta temperatura dalla quale si formano i prodotti della tempra. La temperatura di riscaldamento e il tempo di mantenimento vengono scelti in funzione dell’acciaio e della procedura; non sono dettagli intercambiabili.

Questa fase di preparazione stabilisce la condizione iniziale dalla quale verrà misurata la risposta al raffreddamento. Il tenore di carbonio, gli elementi di lega, la microstruttura preesistente e la dimensione dei grani di austenite possono influenzare ciò che avviene dopo che il provino lascia il forno. ASM International ha identificato la composizione dell’acciaio e la dimensione dei grani di austenite come fattori primari che influenzano la temprabilità nel suo studio del 1990 sulla durezza e sulla temprabilità degli acciai. Una prova eseguita dopo un trattamento di austenitizzazione non idoneo può produrre una lettura di durezza valida per quel provino, ma non rappresenta necessariamente la temprabilità specificata per il grado di acciaio.

Il provino deve inoltre essere manipolato in modo da controllare la sua storia termica prima dell’applicazione del getto d’acqua. Lo scopo non è riprodurre ogni geometria di tempra industriale. È creare un confronto ripetibile nel quale il provino parta da una condizione austenitica definita e incontri quindi una configurazione di tempra a un’estremità nota. Per questo motivo, un risultato Jominy deve essere associato alle condizioni di prova, alla designazione del materiale e alla norma applicabile. Una curva priva di tale contesto costituisce un’evidenza incompleta.

Il provino è cilindrico perché una forma ripetibile rende più agevole confrontare, da una prova all’altra, la risposta termica e quella alle trasformazioni. ASTM A255-20 stabilisce per il provino un diametro di 1 pollice, mentre ISO 642:2024 stabilisce un diametro di 25 mm e una lunghezza di almeno 100 mm. Tali dimensioni devono essere riportate così come sono state utilizzate; non devono essere fuse implicitamente in una generica «barra Jominy standard».

![Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità](/images/uploads/9a945df6-c5b5-4e36-bdf5-0b1e153794d9/wiki-inline-a-sectional-schematic-of-the-jominy-end-quench-apparatus-showing-a-vertical-stee-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/9a945df6-c5b5-4e36-bdf5-0b1e153794d9/wiki-inline-a-sectional-schematic-of-the-jominy-end-quench-apparatus-showing-a-vertical-stee-1920x1094.avif "Ingrandisci immagine — Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità")The quenched end cools most severely; cooling becomes less severe with distance.

### Tempra a un’estremità mediante acqua

Una volta posizionato nell’apparecchiatura, il provino austenitizzato viene colpito a un’estremità da un getto d’acqua controllato. La descrizione dell’University of Illinois identifica questo getto d’acqua come l’azione di tempra caratteristica della prova. La risorsa didattica di scienza dei materiali dell’University of Cambridge, pubblicata nel 2012, spiega il risultato fisico: un’estremità viene temprata in acqua, mentre il resto della barra si raffredda in aria.

L’estremità investita dal getto è sottoposta al raffreddamento più severo. Il calore abbandona rapidamente quella zona, riducendo il tempo disponibile affinché l’austenite si trasformi in ferrite, perlite o altri prodotti a formazione più lenta prima che la temperatura raggiunga l’intervallo martensitico. All’estremità temprata può quindi formarsi una frazione maggiore di martensite, in funzione della composizione dell’acciaio e della precedente condizione austenitica. La durezza misurata può essere elevata, ma quel singolo valore rappresenta soltanto la risposta di una posizione sottoposta alla parte più severa di questa specifica storia di raffreddamento.

Il resto del provino non viene spruzzato direttamente. Perde calore attraverso le superfici esposte e per conduzione verso l’estremità temprata, scambiando al contempo calore con l’aria circostante. Di conseguenza, la sua velocità di raffreddamento è inferiore a quella dell’estremità, sebbene il valore esatto dipenda dalla posizione, dalla geometria del provino, dalle condizioni dell’acqua, dalla temperatura, dallo stato superficiale e dalle proprietà termiche dell’acciaio. La prova non impone una velocità di raffreddamento uniforme all’intero cilindro.

Questa configurazione spiega inoltre perché la prova Jominy non sia semplicemente una prova di durezza con un’attrezzatura speciale. Una prova di durezza convenzionale può riportare un unico valore rilevato in una posizione selezionata. La prova di tempra a un’estremità produce intenzionalmente una serie di posizioni con storie termiche differenti e confronta quindi le rispettive risposte di durezza. La Materials Education Foundation descrive il metodo proprio in questi termini: la durezza viene misurata a distanze crescenti dall’estremità temprata per determinare la temprabilità dell’acciaio.

### Creazione di un gradiente di velocità di raffreddamento lungo il provino

La misurazione fondamentale è la distanza dall’estremità temprata in acqua. Proprio in corrispondenza di tale estremità, il raffreddamento è più severo. Allontanandosi da essa, il raffreddamento diventa progressivamente meno severo, producendo lungo la barra un intervallo continuo di velocità di raffreddamento, come spiega Cambridge. Un singolo provino rappresenta quindi numerose condizioni di tempra, dalla risposta a una tempra severa in acqua vicino all’estremità alle risposte associate a un raffreddamento più lento in aria nelle zone più lontane.

Dopo il raffreddamento, le misure di durezza vengono effettuate a distanze crescenti dall’estremità temprata. I valori vengono rappresentati in funzione della distanza, producendo la curva di temprabilità Jominy. Una curva con diminuzione graduale indica che una durezza significativa persiste a maggiore distanza dall’estremità; una diminuzione ripida indica che la durezza è confinata in prossimità della regione sottoposta a tempra severa. La curva descrive la distribuzione della durezza prodotta da questa configurazione di raffreddamento definita, in accordo con il capitolo di ASM sugli acciai al carbonio e basso-legati, che definisce la temprabilità come la proprietà che governa la profondità e la distribuzione della durezza prodotta dalla tempra.

La curva, da sola, non indica la durezza di ogni possibile componente. Un ingranaggio, una piastra, un albero o una barra di grande spessore presenta propri gradienti di temperatura tra superficie e centro, e il mezzo di tempra e la sua agitazione possono differire dalla configurazione Jominy. La conversione di una distanza Jominy nella risposta attesa di un componente richiede correlazioni appropriate o un’analisi separata del trattamento termico. La curva non elimina inoltre gli effetti della composizione o della dimensione dei grani di austenite. Questi fattori contribuiscono a determinare la curva stessa.

Una prova Jominy può quindi essere utilizzata per confrontare acciai o condizioni di trattamento termico quando i provini e le procedure sono controllati. Può mostrare fino a quale distanza si estende la risposta di durezza di un acciaio nella storia di tempra a un’estremità prescritta. Non può trasformare un singolo valore di penetrazione in una descrizione completa della temprabilità. Il risultato utile è la relazione tra durezza e distanza, associata alle dimensioni del provino, al trattamento di austenitizzazione, alle condizioni della tempra in acqua, al metodo di misurazione della durezza e alla norma applicabile.

## Geometria del provino e norme di prova

Un risultato Jominy è significativo solo quando si conoscono il provino, il ciclo di riscaldamento, la configurazione della tempra, le misurazioni di durezza e il metodo di rendicontazione. La prova non produce una costante del materiale svincolata dalla propria procedura. Essa registra la risposta di uno specifico provino di acciaio a una storia termica definita, con una durezza misurata che varia all’aumentare della distanza dall’estremità temprata.

Questa distinzione è importante perché durezza e temprabilità rispondono a domande diverse. La durezza è la resistenza misurata in una posizione specifica mediante un metodo di prova determinato. La temprabilità è la profondità e la distribuzione della durezza ottenute quando l’acciaio viene temprato. ASTM A255-20 la definisce come “la profondità fino alla quale l’acciaio si tempra”. Una curva Jominy richiede quindi più informazioni di un unico valore di durezza: richiede la distanza dall’estremità temprata e le condizioni che hanno prodotto il gradiente di raffreddamento.

### ASTM A255 e il provino da 1 pollice

ASTM A255-20, *Metodi di prova standard per la determinazione della temprabilità dell’acciaio*, specifica la prova quantitativa di tempra all’estremità, o prova Jominy, utilizzando un provino cilindrico con diametro di 1 pollice. Questa dimensione non è una descrizione generica di una barra di prova. Fa parte del metodo di prova e influenza la risposta termica del provino prima, durante e dopo la tempra all’estremità.

La procedura usuale inizia riscaldando il provino cilindrico fino alla temperatura di austenitizzazione richiesta. Il provino viene quindi posizionato nell’attrezzatura di prova e un getto d’acqua viene diretto contro una delle estremità. L’estremità temprata si raffredda più rapidamente; le posizioni più lontane ricevono un raffreddamento diretto minore e si raffreddano quindi in condizioni differenti. Dopo il raffreddamento, la durezza viene misurata a distanze crescenti dall’estremità temprata e i valori vengono rappresentati graficamente per ottenere una curva di temprabilità. Il Materials Technology and Innovation Laboratory dell’University of Illinois descrive questa sequenza come il riscaldamento di un provino cilindrico alla temperatura di austenitizzazione, la tempra di un’estremità con un getto d’acqua e la misurazione della durezza lungo il provino.

La geometria crea un intervallo controllato, anziché una singola velocità di raffreddamento. Come spiega l’University of Cambridge, un’estremità viene temprata in acqua mentre la parte restante si raffredda in aria, producendo lungo la barra un intervallo continuo di velocità di raffreddamento. La curva mostra quindi fino a che punto l’acciaio conserva la capacità di formare prodotti di trasformazione duri mentre l’intensità del raffreddamento diminuisce con la distanza.

Una brusca diminuzione della durezza può indicare che l’acciaio si tempra efficacemente solo in prossimità dell’estremità temprata. Una curva più uniforme indica che la durezza viene mantenuta più lontano da tale estremità nelle condizioni di prova. Nessuna delle due osservazioni dovrebbe essere trasformata in un’affermazione universale applicabile a ogni possibile componente. I pezzi reali hanno diametri, forme, storie termiche in forno, tempi di trasferimento e mezzi di tempra differenti. Una curva Jominy è un confronto standardizzato della risposta, non una mappa diretta della durezza per ogni geometria.

ASTM A255 è importante anche quando il materiale viene identificato mediante una designazione di qualità. Un risultato riportato per un acciaio al carbonio o basso-legato dovrebbe indicare la qualità, l’identità della colata o del campione ove applicabile, l’orientamento del provino se pertinente al rapporto di prova e l’edizione applicabile del metodo. La composizione dell’acciaio e la dimensione del grano austenitico sono fattori primari che influenzano la temprabilità, come osserva ASM International. La curva è quindi legata sia al materiale sottoposto a prova sia alla sua precedente condizione termica.

### ISO 642:2024 e il provino da 25 mm per almeno 100 mm

ISO 642:2024, *Acciaio—Prova di temprabilità mediante tempra all’estremità (prova Jominy)*, specifica un provino con diametro di 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm. Questa geometria è simile a quella prevista da ASTM, ma “simile” non significa “identica”. Un diametro di 25 mm è più piccolo di circa 0,4 mm rispetto a 1 pollice, cioè 25,4 mm. La differenza può sembrare minima, tuttavia una prova basata su una norma è definita dalle dimensioni e dalle procedure dichiarate, non dalla somiglianza visiva.

La designazione ISO stabilisce inoltre una lunghezza minima: il provino deve essere lungo almeno 100 mm. Il diametro e la lunghezza devono essere considerati insieme ai requisiti relativi al riscaldamento, al posizionamento, alla tempra dell’estremità, alla preparazione della superficie, alla prova di durezza e alla presentazione dei risultati. Un laboratorio non può stabilire la conformità alla ISO 642:2024 semplicemente collocando una barra qualsiasi sotto un getto d’acqua e rappresentando graficamente la durezza. Il risultato è disciplinato dal metodo completo.

Questo aspetto è particolarmente importante quando i dati vengono trasferiti tra laboratori o confrontati con curve pubblicate. Due rapporti possono usare entrambi la parola “Jominy”, mentre uno può indicare ISO 642:2024 e l’altro ASTM A255-20. Il principio nominale della prova è lo stesso: un pezzo di acciaio riscaldato viene temprato a un’estremità e la durezza viene misurata a distanze progressivamente maggiori. Prima di considerare le curve direttamente equivalenti, è comunque necessario verificare i requisiti dimensionali e procedurali.

La lunghezza minima del provino ISO illustra inoltre perché una dimensione del provino non sia un numero isolato. Deve esserci una quantità sufficiente di materiale oltre l’estremità temprata per fornire l’intervallo previsto di risposta al raffreddamento e le posizioni di misurazione necessarie. La modifica della lunghezza, della condizione dell’estremità, dell’attrezzatura, dell’erogazione dell’acqua o della tempistica può alterare la storia termica. La curva misurata descriverà quindi la prova modificata e non necessariamente la risposta specificata dalla ISO 642:2024.

### Perché le norme e le dimensioni del provino non devono essere confuse

ASTM A255 e ISO 642:2024 descrivono prove di tempra all’estremità strettamente correlate, ma le norme dovrebbero essere indicate esplicitamente, anziché essere ricondotte a un indefinito “valore Jominy”. Il metodo ASTM specifica un provino cilindrico con diametro di 1 pollice. ISO 642:2024 specifica un provino con diametro di 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm. Si tratta di requisiti dimensionali fondati, non di etichette intercambiabili.

Campi minimi di tracciabilità per un rapporto di temprabilità adeguatamente documentato.
| Campo del rapporto | Informazioni da registrare |
|---|---|
| Identità del materiale | Designazione, specifica di riferimento, numero di colata o di fusione, forma del prodotto e identificazione del provino |
| Ciclo termico | Metodo di riscaldamento, temperatura di austenitizzazione, tempo di mantenimento, atmosfera e tempo di trasferimento |
| Provino e norma | Norma indicata ed edizione, dimensioni misurate, preparazione dell'estremità e scostamenti |
| Tempra | Estremità temprata, condizioni dell'acqua, dettagli dell'ugello o del getto, allineamento e durata |
| Dati di durezza | Scala, strumento, preparazione della superficie, distanze di misurazione, letture grezze e curva |
| Criterio di accettazione | Disegno applicabile, specifica del prodotto, requisito del cliente o stato a solo scopo descrittivo |

Un rapporto accurato dovrebbe quindi indicare la norma e l’edizione, le dimensioni del provino, l’identificazione dell’acciaio, le condizioni di austenitizzazione, i dettagli della tempra, la scala di durezza, le distanze di misurazione e la curva o la tabella dei dati risultante. Se un laboratorio modifica una dimensione o una procedura prescritta, il rapporto dovrebbe identificare la prova come modificata, anziché implicare una conformità esatta.

Questa disciplina nella rendicontazione previene un errore comune: assegnare un singolo valore di durezza alla temprabilità. Una lettura di durezza a 10 mm, 20 mm o a un’altra distanza descrive un punto della curva di risposta. Non stabilisce l’intera profondità o distribuzione della tempra. La Materials Education Foundation descrive la prova Jominy come una misurazione della durezza a distanze crescenti da un’estremità temprata per determinare la temprabilità dell’acciaio; la pluralità delle posizioni di misurazione è fondamentale per il metodo.

La norma fa parte del risultato. Senza di essa, l’espressione “durezza Jominy” lascia senza risposta quali geometria del provino, configurazione di raffreddamento, regole di preparazione e criteri di misurazione siano stati utilizzati. Con l’identificazione della norma, la curva assume un significato definito e può essere confrontata con la dovuta cautela.

## Dalla distanza dall’estremità temprata alla curva di temprabilità

Una prova Jominy trasforma un unico provino temprato in una serie di osservazioni di durezza. La variabile chiave non è semplicemente quanto sia duro l’acciaio in una determinata posizione. È il modo in cui la durezza misurata varia man mano che la velocità di raffreddamento locale diminuisce con l’aumentare della distanza dall’estremità temprata.

ASTM A255-20 definisce la temprabilità come la profondità fino alla quale l’acciaio si tempra durante la tempra. Il suo metodo quantitativo di tempra a un’estremità utilizza un provino cilindrico di 1 pollice di diametro (ASTM International, 2020). ISO 642:2024 specifica, per la prova di tempra a un’estremità, un provino di acciaio di 25 mm di diametro e lungo almeno 100 mm (International Organization for Standardization, 2024). Queste dimensioni sono simili, ma non devono essere considerate descrizioni intercambiabili di ogni prova. La norma applicabile determina il provino, il riscaldamento, la tempra, il metodo di misurazione della durezza e i requisiti di reporting.

La prova inizia riscaldando il provino cilindrico alla temperatura di austenitizzazione specificata. Un’estremità viene quindi esposta a un getto d’acqua, mentre il resto della barra si raffredda all’aria. La University of Illinois descrive questa sequenza come la base della procedura Jominy (University of Illinois Materials Technology and Innovation Laboratory, 2024). Poiché l’estremità temprata disperde calore più rapidamente, è soggetta al raffreddamento più intenso. Il raffreddamento diventa progressivamente meno intenso allontanandosi lungo la barra. La University of Cambridge descrive questa configurazione come in grado di produrre una gamma continua di velocità di raffreddamento lungo il provino (University of Cambridge, 2012).

![Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità](/images/uploads/ff4bd3ed-cb05-45e2-b185-f4a7c7b27001/wiki-inline-a-prepared-longitudinal-hardness-track-on-a-quenched-steel-jominy-specimen-with-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/ff4bd3ed-cb05-45e2-b185-f4a7c7b27001/wiki-inline-a-prepared-longitudinal-hardness-track-on-a-quenched-steel-jominy-specimen-with-2027x2560.avif "Ingrandisci immagine — Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità")A clean, flat measurement track helps each hardness reading represent the underlying steel.

### Preparazione delle superfici per la misurazione della durezza

#### Attenzione alla superficie di misurazione

Preparare la traccia di misura della durezza in modo che il penetratore entri in contatto con acciaio integro. Calamina, decarburazione, rugosità, danni da rettifica, effetti dei bordi e impronte troppo ravvicinate possono falsare il risultato.

La durezza non può essere misurata in modo affidabile su una superficie ricoperta da calamina, materiale decarburato, segni di lavorazione grossolani o uno strato di ossido irregolare. Dopo che il provino ha completato la tempra prescritta e si è raffreddato sufficientemente da poter essere manipolato, la superficie utilizzata per le letture viene preparata in modo che il penetratore incontri acciaio integro, anziché materiale alterato o danneggiato.

L’estremità temprata non è l’unica posizione rilevante. La superficie di misurazione si estende longitudinalmente a partire da tale estremità, consentendo di eseguire le letture della durezza a distanze note. La preparazione della superficie deve quindi produrre una striscia ragionevolmente piana e pulita lungo la barra. La rettifica o la lavorazione meccanica rimuovono la calamina e lo strato prossimo alla superficie interessato dal riscaldamento, mentre una finitura controllata limita gli errori causati da scanalature, ondulazioni o da un eccessivo calore di rettifica. La preparazione non deve introdurre un nuovo effetto termico né rimuovere una quantità di materiale tale da modificare la geometria prevista del provino e le posizioni di misurazione.

La pratica di finitura, la scala di durezza, la spaziatura e il formato di reporting esatti dipendono dalla norma di prova selezionata. ASTM A255-20 e ISO 642:2024 non devono essere mescolate in modo arbitrario: un laboratorio che opera secondo i requisiti ASTM deve preparare e misurare il provino secondo quanto specificato da ASTM, mentre una prova ISO deve seguire ISO 642. Si tratta di un aspetto procedurale, non estetico. Un’impronta di durezza eseguita su calamina o acciaio decarburato può indicare la condizione di quella superficie, anziché quella dell’acciaio temprato sottostante.

La superficie deve inoltre avere una larghezza sufficiente e una distanza adeguata tra le impronte, affinché le letture della durezza rimangano indipendenti. Impronte troppo ravvicinate, troppo vicine a un bordo o eseguite su un’area visibilmente difettosa possono falsare il risultato. Se la superficie è curva o rifinita in modo inadeguato, il penetratore potrebbe non appoggiarsi correttamente. Per questi motivi, il risultato Jominy è una sequenza di misurazione controllata, non un controllo informale della durezza eseguito in un punto qualsiasi della barra.

### Misurazione della durezza a distanze crescenti

Una volta pronta la superficie di misurazione, la durezza viene registrata a una serie di distanze crescenti dall’estremità temprata in acqua. La prima lettura rappresenta l’acciaio che si è raffreddato nelle condizioni più severe della prova. Le letture successive rappresentano posizioni che si sono raffreddate più lentamente. La distanza viene misurata dall’estremità temprata lungo il provino e ogni lettura viene associata alla sua posizione esatta.

La Materials Education Foundation descrive la prova Jominy come una misurazione della durezza a distanze crescenti da un’estremità temprata, finalizzata a determinare la temprabilità dell’acciaio (Materials Education Foundation, 2024). Questa formulazione coglie la distinzione essenziale: la prova non chiede soltanto «Quanto è duro questo acciaio?». Chiede «Come varia la risposta di durezza dell’acciaio al variare della condizione di raffreddamento lungo un provino definito?».

La scala di durezza deve essere identificata. Per molti risultati Jominy relativi agli acciai, la durezza viene espressa sulla scala Rockwell C quando il materiale è sufficientemente duro per tale scala, ma la norma selezionata e l’intervallo misurato determinano il metodo consentito. Un valore privo della relativa scala è incompleto. «52» potrebbe riferirsi a HRC, a un’altra scala Rockwell o a un diverso metodo di misurazione della durezza, e tali valori non possono essere confrontati come se descrivessero la stessa proprietà.

Una singola lettura vicino all’estremità temprata può mostrare la durezza raggiunta in una condizione di raffreddamento severa. Non stabilisce fino a quale profondità tale durezza si estenda. Analogamente, una lettura della durezza effettuata più lontano dall’estremità può riflettere un raffreddamento più lento, ma non può da sola descrivere la transizione completa da durezza elevata a durezza ridotta. La temprabilità è una distribuzione della risposta, non un singolo valore di durezza.

Secondo ASM International (1990), la composizione chimica dell’acciaio e la dimensione dei grani di austenite sono fattori primari che influenzano questa risposta. Il carbonio influisce sulla durezza raggiungibile dalla struttura trasformata, mentre gli elementi di lega e la dimensione dei grani influenzano le condizioni di raffreddamento necessarie per le trasformazioni concorrenti. La curva Jominy registra il risultato combinato di questi fattori nell’ambito della storia termica specificata per la prova. Non isola autonomamente né la composizione né la dimensione dei grani.

### Rappresentazione grafica della durezza in funzione della distanza dall’estremità temprata

Le letture diventano una curva di temprabilità quando la durezza viene riportata sull’asse verticale in funzione della distanza dall’estremità temprata sull’asse orizzontale. L’asse verticale deve indicare la scala di durezza, ad esempio HRC ove applicabile. L’asse orizzontale deve indicare le unità di distanza e il punto di riferimento: lo zero corrisponde all’estremità temprata in acqua e l’aumento della distanza indica un raffreddamento progressivamente meno severo.

#### Come leggere una curva Jominy

- **Altezza della curva** Mostra la durezza prodotta in prossimità di una determinata condizione di raffreddamento.
- **Pendenza della curva** Mostra la rapidità con cui la durezza diminuisce quando il raffreddamento diventa meno severo.
- **Persistenza della curva** Mostra fino a quale distanza dall'estremità temprata la durezza rimane elevata.
- **Dispersione della curva** Può indicare variazioni di misurazione, problemi di preparazione o variabilità del materiale.

La curva inizia normalmente con la durezza misurata più vicino all’estremità temprata e segue quindi la risposta di durezza lungo la barra. Un calo ripido indica che la durezza diminuisce sostanzialmente in una distanza breve. In termini pratici, l’acciaio conserva la sua elevata durezza di tempra soltanto in una porzione relativamente limitata di questo provino. Un calo più graduale indica che la durezza misurata rimane più elevata a maggiore distanza dall’estremità temprata, evidenziando una maggiore profondità di tempra lungo il gradiente di raffreddamento Jominy. La forma è importante quanto il primo punto.

La curva deve essere tracciata a partire dalle osservazioni misurate, non sostituita da un unico valore selezionato. Le prove replicate, i metodi di adattamento consentiti, l’incertezza di misurazione e le regole di reporting di ASTM A255-20 o ISO 642:2024 determinano il modo in cui viene presentato il risultato finale. Una linea regolare può aiutare a mostrare la tendenza, ma non deve nascondere letture disperse né suggerire una precisione che le misurazioni non consentono di sostenere.

Una curva Jominy è la risposta a una storia termica definita di tempra a un’estremità. Può confrontare acciai sottoposti a prove secondo gli stessi requisiti e mostrare come varia la durezza con la distanza. Da sola, tuttavia, non può prevedere il profilo esatto della durezza in un ingranaggio, una piastra, un albero o un getto di grosso spessore temprato in una determinata vasca. La geometria del componente, l’agitazione, il mezzo di tempra, il tempo di trasferimento, la pratica di austenitizzazione e la microstruttura iniziale modificano la storia di raffreddamento. La curva costituisce quindi una prova della temprabilità nelle condizioni di prova specificate, non un sostituto dell’analisi del trattamento termico di un singolo componente.

## Velocità di raffreddamento, trasformazione e significato della curva

### Condizioni di raffreddamento continuo lungo la barra

Un provino Jominy non sperimenta un’unica severità di tempra da un’estremità all’altra. Sperimenta un gradiente. Nel test standardizzato, un provino cilindrico di acciaio viene dapprima riscaldato fino alla temperatura di austenitizzazione; successivamente, un’estremità viene esposta a un getto d’acqua, mentre il resto del provino si raffredda in aria. Il Materials Technology and Innovation Laboratory dell’University of Illinois descrive questa sequenza come la procedura Jominy di base (2024). L’estremità raffreddata ad acqua perde calore rapidamente; le posizioni più lontane ricevono un raffreddamento diretto minore e scambiano calore principalmente attraverso il provino e l’aria circostante.

Questa configurazione crea un intervallo continuo di condizioni di raffreddamento lungo la barra, come spiega l’University of Cambridge nella sua descrizione del test (2012). La storia termica esatta non è determinata soltanto dalla distanza. Dipende anche dalla geometria del provino, dalla temperatura iniziale, dalla disposizione del getto d’acqua, dalle condizioni della tempra, dalle superfici esposte e dalle proprietà termiche dell’acciaio. La distanza rappresenta quindi una posizione controllata nel test, non una conversione universale in un’unica velocità di raffreddamento applicabile a ogni provino o a ogni componente di produzione.

Le dimensioni fanno parte del metodo e non sono dettagli accessori. ASTM A255-20 specifica il test quantitativo di tempra a un’estremità con un provino cilindrico del diametro di 1 pollice. ISO 642:2024 specifica un provino di diametro pari a 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm. Non si dovrebbero mescolare disinvoltamente queste designazioni e dimensioni nel confrontare i risultati, perché una variazione della geometria o della procedura può modificare il flusso di calore e quindi la risposta alla trasformazione. Una curva Jominy ha significato solo in relazione alla norma e alle condizioni di prova in cui è stata ottenuta.

La barra non è neppure un componente in miniatura con un semplice schema di raffreddamento «superficie contro centro». Un componente temprato in olio, acqua, soluzione polimerica o gas sviluppa un campo di raffreddamento spaziale governato dalla sua forma e dal trasferimento di calore alle sue superfici. Il provino Jominy fornisce invece un gradiente di laboratorio riproducibile. In un unico test campiona numerose severità di raffreddamento, ma non riproduce ogni geometria di componente.

Questa distinzione è importante perché la temprabilità è una risposta a una storia termica definita. ASTM A255-20 la definisce come la profondità fino alla quale l’acciaio si indurisce quando viene temprato. Il capitolo dell’ASM sugli acciai al carbonio e basso-legati descrive la stessa proprietà come quella che governa la profondità e la distribuzione della durezza prodotta dalla tempra (ASM International, 1990). Nessuna delle due definizioni afferma che la temprabilità sia il valore di durezza dell’acciaio prima o dopo la tempra.

### Trasformazione dell’austenite durante la tempra

Il riscaldamento converte la struttura iniziale in austenite, a condizione che il trattamento di austenitizzazione selezionato sia appropriato per il grado e per lo stato del materiale. La tempra rimuove quindi il calore abbastanza rapidamente — oppure abbastanza lentamente in una determinata posizione — da determinare quali trasformazioni possano verificarsi mentre l’austenite si raffredda. La questione fondamentale non è semplicemente quanto diventi freddo il provino. È per quanto tempo l’austenite rimanga entro intervalli di temperatura nei quali possano formarsi prodotti diffusivi prima che il materiale raggiunga condizioni di trasformazione a temperatura più bassa.

All’estremità temprata in acqua, la storia di raffreddamento può sopprimere le trasformazioni che altrimenti produrrebbero ferrite, perlite o costituenti bainitici, consentendo a una maggiore proporzione dell’austenite di trasformarsi in martensite durante il successivo raffreddamento. Più lontano dall’estremità temprata, il percorso termico meno severo offre alle trasformazioni concorrenti maggiori opportunità di iniziare. La struttura finale può quindi contenere una miscela diversa di prodotti di trasformazione e la sua durezza può diminuire di conseguenza. La curva registra questo cambiamento, ma da sola non identifica ogni costituente né fornisce una frazione di fase.

Questa cautela è essenziale. Una lettura di durezza non può stabilire un diagramma completo delle trasformazioni e una curva Jominy non può essere interpretata come un elenco diretto delle velocità di raffreddamento, a meno che tali velocità non siano state determinate separatamente per lo stesso apparato e nelle stesse condizioni. La curva è una registrazione indiretta: ogni distanza corrisponde a una particolare risposta termica in quel test e la durezza misurata riflette la microstruttura prodotta da tale risposta.

La composizione controlla la facilità con cui le trasformazioni vengono ritardate o consentite durante il raffreddamento. Il carbonio influisce fortemente sulla durezza che la martensite può raggiungere, mentre gli elementi di lega possono modificare il comportamento delle trasformazioni e aumentare la profondità entro la quale una tempra produce una struttura martensitica dura. Anche la dimensione dei grani di austenite è importante. L’ASM identifica la composizione dell’acciaio e la dimensione dei grani di austenite come fattori primari che influenzano la temprabilità (ASM International, 1990). Una maggiore dimensione dei grani di austenite preesistente può modificare le condizioni di nucleazione e la cinetica delle trasformazioni; pertanto, due provini nominalmente dello stesso grado possono produrre curve diverse se differiscono nella storia termica o nella struttura dei grani.

Il test misura quindi la risposta di una particolare condizione del materiale, non quella di un’etichetta astratta di grado. La temperatura di austenitizzazione, il tempo di mantenimento, la lavorazione precedente, la dimensione dei grani, lo stato della superficie e i dettagli della tempra influenzano tutti ciò in cui si trasforma l’austenite. Un risultato ottenuto in una determinata condizione non dovrebbe essere considerato una dimostrazione del fatto che ogni trattamento termico di quella designazione produrrà la stessa curva.

### Perché la durezza cambia con la distanza

La durezza cambia con la distanza perché la distanza modifica la storia di raffreddamento e la storia di raffreddamento modifica la microstruttura risultante. In prossimità dell’estremità temprata, il provino perde calore in modo più intenso. Più lontano, il calore rimane più a lungo nella barra e si disperde in condizioni diverse. Le strutture risultanti possono quindi variare da materiale prevalentemente martensitico vicino all’estremità a miscele contenenti prodotti di trasformazione più teneri nelle posizioni che si sono raffreddate in modo meno severo. La transizione precisa dipende dal grado e dallo stato del materiale; deve essere misurata, non inventata a partire da un diagramma generico.

Separare i fattori che influenzano il livello di durezza da quelli che influenzano la profondità di tempra.
| Fattore | Influenza principale | Avvertenza interpretativa |
|---|---|---|
| Tenore di carbonio | Influisce fortemente sulla durezza martensitica raggiungibile | Un maggiore potenziale di durezza non garantisce una maggiore profondità di tempra |
| Elementi di lega aggiunti | Possono ritardare le trasformazioni di ferrite, perlite o bainite | L'effetto dipende dalla composizione completa e dallo stato del materiale |
| Dimensione dei grani di austenite | Modifica la nucleazione e la cinetica delle trasformazioni | I grani grossolani possono aumentare la temprabilità, ma ridurre la tenacità |
| Dimensioni e geometria della sezione | Modificano le velocità di raffreddamento locali nel componente | Una distanza Jominy non corrisponde direttamente a una posizione nel componente |

Il contenuto di carbonio contribuisce al valore misurato, ma non spiega l’intera curva. La durezza della martensite dipende fortemente dal carbonio; pertanto, due acciai con diversi contenuti di carbonio possono mostrare livelli di durezza differenti anche se la loro risposta all’indurimento è per il resto simile. Al contrario, acciai con contenuti di carbonio comparabili possono mostrare durezze diverse alla stessa distanza Jominy quando la lega, la dimensione dei grani, la pulizia o la pratica di austenitizzazione modificano il comportamento della trasformazione.

Il valore misurato dipende inoltre dal metodo di durezza e dalla preparazione del test. La decarburazione superficiale, la rugosità, l’allineamento, la distanza tra le impronte, la scala di misura e i difetti locali possono distorcere il risultato. Il test viene normalmente eseguito a distanze successive dall’estremità temprata, dopo aver preparato una superficie longitudinale piana o un’altra superficie di misura specificata; successivamente, la durezza viene rappresentata in funzione della distanza. La Materials Education Foundation descrive questa interpretazione di base: la durezza viene misurata a distanze crescenti dall’estremità temprata per determinare la temprabilità (2024).

La linea tracciata non è quindi una valutazione diretta della durezza dell’intero acciaio. È una mappa della risposta di durezza lungo il gradiente termico Jominy. Un valore relativamente elevato lontano dall’estremità temprata indica che l’acciaio ha mantenuto una risposta all’indurimento in condizioni di raffreddamento meno severe rispetto a quelle sperimentate dall’estremità. Una diminuzione rapida indica che la microstruttura diventa più tenera quando il raffreddamento diventa meno severo. Queste affermazioni riguardano la forma e la posizione della curva di risposta, non una classificazione universale basata su un unico valore di durezza isolato.

Un ingegnere dei componenti può utilizzare la curva per confrontare la risposta al raffreddamento di un acciaio con le condizioni di raffreddamento previste in un componente, ma solo dopo aver tenuto conto delle dimensioni della sezione, della geometria, del mezzo di tempra e della pratica di trattamento termico. Il risultato Jominy non dimostra che un componente avrà una durezza identica in ogni posizione corrispondente. Fornisce evidenze controllate su come l’acciaio si trasforma al diminuire della severità di raffreddamento. Questo è il significato della curva ed è il motivo per cui la temprabilità deve rimanere distinta dalla durezza.

## Composizione e dimensione del grano austenitico

La temprabilità non è sinonimo di durezza. ASTM A255-20 definisce la temprabilità come la profondità fino alla quale l’acciaio si indurisce quando viene temprato, mentre l’ASM Handbook la descrive come la proprietà che determina la profondità e la distribuzione della durezza prodotte dalla tempra. Un acciaio può raggiungere una durezza elevata in prossimità di una superficie temprata, perdendo tuttavia rapidamente durezza verso l’interno. Un altro acciaio può mostrare una durezza superficiale simile, conservando però la martensite, e quindi una durezza utile, a una distanza maggiore dalla superficie temprata.

La distinzione diventa chiara nella prova Jominy di tempra all’estremità. ASTM A255-20 specifica un provino cilindrico del diametro di 1 pollice; ISO 642:2024 specifica un provino di diametro pari a 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm. Quando si confrontano i risultati, le dimensioni non sono dettagli intercambiabili. Il provino viene riscaldato fino alle condizioni di austenitizzazione specificate, sospeso verticalmente e temprato a un’estremità mediante un getto d’acqua. La University of Illinois descrive le misure di durezza effettuate a distanze crescenti dall’estremità temprata, mentre la University of Cambridge spiega che l’estremità raffreddata ad acqua e la parte restante raffreddata ad aria generano lungo la barra un intervallo continuo di velocità di raffreddamento. Il grafico della durezza in funzione della distanza è la curva di temprabilità Jominy.

La curva è la risposta alla composizione, alla storia termica precedente, alla geometria del provino, al trattamento di austenitizzazione e al regime di raffreddamento imposto. Non è una singola costante del materiale indipendente dalle condizioni di prova. ASM International identifica la composizione dell’acciaio e la dimensione del grano austenitico come fattori primari che influenzano la temprabilità. Questi fattori agiscono attraverso meccanismi diversi e non devono essere ricondotti alla sola domanda: «Quanto è duro l’acciaio?»

### Il ruolo della composizione dell’acciaio

Temprabilità **Temprabilità** Capacità dell'acciaio di sviluppare e conservare la durezza fino a una maggiore profondità durante una tempra definita; è distinta dalla durezza massima.

La composizione influenza la temprabilità principalmente modificando le temperature e le velocità alle quali l’austenite si trasforma durante il raffreddamento. Elementi di lega come manganese, cromo, nichel e molibdeno possono ritardare le trasformazioni dell’austenite in ferrite, perlite o bainite. Poiché tali trasformazioni vengono spostate verso tempi più lunghi, una porzione maggiore della sezione può evitarle durante la tempra e formare invece martensite. Il risultato è un profilo di durezza più profondo, purché la velocità di raffreddamento e il tenore di carbonio dell’acciaio consentano la formazione di martensite.

Il carbonio partecipa a questo quadro, ma i suoi ruoli devono essere distinti. Esso contribuisce in modo rilevante alla durezza che la martensite può raggiungere. Gli elementi di lega, al contrario, sono particolarmente importanti nel modificare la cinetica delle trasformazioni e quindi la velocità di raffreddamento necessaria per sopprimere la formazione di prodotti diffusivi attraverso la sezione. Anche il carbonio modifica il comportamento di trasformazione, quindi la distinzione non è assoluta: si tratta di una differenza di enfasi. Affermare che «più lega significa acciaio più duro» è eccessivamente semplicistico. Una formulazione più accurata è che il contenuto di elementi di lega può rendere una determinata storia di raffreddamento più efficace nel produrre martensite in profondità, mentre il carbonio determina in larga misura la durezza raggiungibile da tale martensite, insieme a fattori quali il rinvenimento e la microstruttura.

La composizione deve pertanto essere identificata mediante il grado, la specifica e la designazione applicabile esatti. «4140», per esempio, indica una designazione di acciaio legato al cromo-molibdeno, ma un risultato riportato richiede comunque la specifica di prodotto pertinente, i limiti composizionali, il trattamento termico e il metodo di prova. Il nome del grado non annulla gli intervalli di composizione consentiti. Due colate appartenenti alla stessa designazione possono occupare posizioni diverse all’interno di tali limiti, e piccole variazioni del tenore di carbonio o degli elementi di lega possono modificare il comportamento di trasformazione. «Acciaio basso-legato» è una descrizione utile di una famiglia, ma non una definizione chimica sufficiente per confrontare due curve Jominy.

La stessa cautela si applica agli acciai al carbonio e ai gradi da cementazione. Un acciaio al carbonio semplice e un acciaio al nichel-cromo-molibdeno possono avere una durezza simile all’estremità temprata, ma pendenze diverse e diverse distanze entro le quali la durezza viene mantenuta. Al contrario, una composizione ad alto tenore di carbonio può produrre un’elevata durezza in prossimità della superficie senza indurire in profondità in una sezione di grandi dimensioni. La curva fornisce le evidenze relative alla condizione di raffreddamento sottoposta a prova; il solo grado nominale non è sufficiente.

Il risultato Jominy non può inoltre essere trasferito direttamente a componenti di qualsiasi forma. Una barra cilindrica, una piastra e un forgiato complesso disperdono il calore in modo diverso. Le dimensioni della sezione, le condizioni superficiali, l’agitazione del mezzo temprante e la presenza di spigoli modificano la storia locale di raffreddamento. L’analisi della temprabilità di Grossmann e altri metodi ingegneristici possono correlare la risposta del materiale alla severità della tempra e alla geometria della sezione, ma una curva Jominy, considerata da sola, non indica la durezza in ogni punto di un componente arbitrario.

### Tenore di carbonio e durezza martensitica raggiungibile

La martensite si forma quando l’austenite viene raffreddata abbastanza rapidamente da impedire o limitare la trasformazione diffusiva, ma la durezza di tale martensite dipende fortemente dal carbonio disciolto nell’austenite prima della tempra. L’aumento del tenore di carbonio innalza generalmente la durezza martensitica non rinvenuta raggiungibile nell’intervallo utile di carbonio, poiché il carbonio distorce il reticolo martensitico e aumenta la resistenza alla deformazione. Si tratta di un effetto sulla durezza, non di una giustificazione per utilizzare il tenore di carbonio come misura completa della temprabilità.

Un acciaio a basso tenore di carbonio può indurire attraverso una sezione in presenza di una storia di raffreddamento adeguata e mostrare comunque una durezza massima inferiore rispetto a un acciaio a più alto tenore di carbonio. L’acciaio a più alto tenore di carbonio può presentare un’estremità Jominy molto dura, ma una forte diminuzione della durezza con la distanza se la sua composizione non ritarda sufficientemente la formazione di perlite, ferrite o bainite. L’acciaio legato a basso tenore di carbonio può presentare un limite superiore di durezza più basso, ma mantenere tale durezza a una distanza maggiore dall’estremità temprata. Si tratta di risultati diversi: durezza martensitica raggiungibile da un lato e profondità di indurimento dall’altro.

Il carbonio influenza inoltre la quantità e la stabilità dell’austenite durante l’austenitizzazione. Se il carbonio non viene disciolto adeguatamente, la composizione dell’austenite differisce dalla composizione nominale globale; se si verifica una dissoluzione eccessiva, possono seguire l’accrescimento del grano e altre modifiche. Di conseguenza, la curva misurata riflette la temperatura di austenitizzazione selezionata e la pratica di mantenimento, non soltanto la composizione chimica. Dopo la tempra, il rinvenimento modifica ulteriormente la durezza; pertanto, un profilo di durezza dopo rinvenimento non dovrebbe essere confrontato con una curva Jominy allo stato temprato come se entrambi rappresentassero la stessa condizione.

Un valore di durezza all’estremità temprata in acqua costituisce quindi un’evidenza incompleta. Può indicare la durezza disponibile in funzione della composizione martensitica locale, ma non mostra quanto rapidamente diminuisca la durezza, dove inizino le microstrutture miste o quale parte di una sezione più grande possa indurire. La misurazione pertinente è la curva dipendente dalla distanza.

### Dimensione del grano austenitico come fattore d’influenza sulla temprabilità

La dimensione del grano di austenite preesistente influenza la temprabilità perché prodotti di trasformazione come ferrite e perlite nucleano comunemente ai bordi dei grani austenitici. Grani di austenite più grossolani offrono una minore area di bordo di grano per unità di volume, riducendo il numero di potenziali siti di nucleazione e tendendo a ritardare la trasformazione diffusiva durante il raffreddamento. Questo ritardo può consentire la formazione di martensite a una velocità di raffreddamento inferiore; pertanto, una dimensione più grossolana del grano di austenite preesistente può aumentare la temprabilità misurata.

L’effetto non costituisce un miglioramento privo di controindicazioni. L’accrescimento del grano può ridurre la tenacità e modificare il comportamento dimensionale, mentre una dimensione eccessiva del grano può risultare inaccettabile anche quando aumenta la profondità apparente di indurimento. I grani fini favoriscono generalmente una trasformazione diffusiva più precoce, ma possono offrire una tenacità migliore e prestazioni meccaniche più stabili. La scelta ottimale dipende dal componente, dal trattamento termico e dalle proprietà richieste, non dalla massimizzazione di una singola distanza Jominy.

La dimensione del grano spiega inoltre perché le curve non possano essere confrontate senza considerare le rispettive storie di trattamento termico precedente. Due provini ricavati dalla stessa specifica possono produrre risultati diversi se uno è stato normalizzato, un altro è stato mantenuto più a lungo a una temperatura di austenitizzazione più elevata, oppure se le pratiche di riscaldamento e raffreddamento hanno prodotto dimensioni diverse del grano di austenite preesistente. Carburi, particelle ricche di elementi di lega non disciolte e segregazioni possono influenzare ulteriormente la composizione dell’austenite disponibile durante la tempra. Il rapporto di prova dovrebbe pertanto identificare la temperatura di austenitizzazione, il tempo di mantenimento, la condizione del provino e la procedura di misurazione, oltre alla composizione chimica.

Una curva Jominy è significativa quando tali variabili sono controllate. La composizione determina, tra gli altri aspetti, il modo in cui la cinetica delle trasformazioni risponde al raffreddamento; il carbonio contribuisce a determinare la durezza della martensite che si forma; e la dimensione del grano austenitico modifica la facilità con cui iniziano le trasformazioni concorrenti. Nel loro insieme, questi fattori spiegano perché la temprabilità sia una risposta misurata e non un’etichetta di durezza. Quando il grado, la dimensione del grano, il trattamento precedente, le dimensioni del provino e la norma di prova sono chiaramente definiti, la curva può sostenere un confronto fondato. In loro assenza, un valore di durezza o una curva priva di indicazioni invita proprio alla confusione che la prova mira a prevenire.

## Acciai al carbonio, acciai basso-legati e confronto tra designazioni

### Risposta dell’acciaio al carbonio alla tempra

L’acciaio al carbonio non presenta un’unica risposta fissa alla temprabilità. Il suo comportamento dipende dal tenore di carbonio, dalla dimensione del grano di austenite preesistente, dalle dimensioni della sezione, dal trattamento di austenitizzazione e dalla severità della tempra. Il tenore di carbonio influenza fortemente la durezza raggiungibile dalla martensite, ma questo fatto, da solo, non stabilisce fino a quale profondità un determinato acciaio si tempra a partire da una superficie temprata. Un provino di piccole dimensioni può sviluppare un’elevata durezza superficiale, mentre una sezione più grande può conservare ferrite, perlite o bainite verso il centro, poiché la parte interna si raffredda più lentamente.

Questa distinzione è centrale nel capitolo ASM *Hardenability of Carbon and Low-Alloy Steels*, pubblicato nel 1990. Il capitolo definisce la temprabilità come la proprietà che governa la profondità e la distribuzione della durezza prodotta dalla tempra, anziché la durezza massima misurata in un singolo punto. ASTM A255-20 utilizza una formulazione strettamente correlata, definendo la temprabilità come «la profondità fino alla quale l’acciaio si tempra quando viene sottoposto a tempra» ([ASTM International, 2020](https://store.astm.org/a0255-20.html "ASTM International, 2020")). La durezza è quindi un valore osservato in un punto specificato; la temprabilità descrive il profilo della risposta attraverso il materiale.

In un acciaio non legato al carbonio, l’aumento del tenore di carbonio incrementa generalmente la durezza ottenibile nelle regioni completamente martensitiche, in funzione della microstruttura e del trattamento termico dell’acciaio. Non ne consegue che ogni qualità a più alto tenore di carbonio produca, in ogni condizione di tempra, una zona temprata più profonda o più uniforme. Il carbonio influenza inoltre il comportamento di trasformazione dell’austenite, mentre il manganese e gli elementi residui possono modificare la risposta anche quando la designazione viene descritta genericamente come «acciaio al carbonio». È importante considerare l’intervallo effettivo della composizione chimica.

La prova di tempra a un’estremità Jominy rende visibile questa risposta spaziale. Come descritto dal Materials Technology and Innovation Laboratory dell’University of Illinois, un provino cilindrico viene riscaldato alla temperatura di austenitizzazione specificata e una delle sue estremità viene temprata con un getto d’acqua ([University of Illinois, 2024](https://mtil.illinois.edu/tests/jomi "University of Illinois, 2024")). Successivamente, la durezza viene misurata a distanze crescenti dall’estremità temprata. Il grafico risultante della durezza in funzione della distanza è la curva Jominy.

La curva esiste perché il provino non si raffredda a una velocità uniforme. La risorsa sulle trasformazioni dei materiali dell’University of Cambridge spiega che il raffreddamento in acqua a un’estremità e il raffreddamento in aria sul resto del provino producono lungo la barra un intervallo continuo di velocità di raffreddamento ([University of Cambridge, 2012](https://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2012/Jominy/index.html "University of Cambridge, 2012")). In prossimità del getto, l’austenite è sottoposta al raffreddamento più severo; allontanandosi dall’estremità, la velocità di raffreddamento diminuisce. Un acciaio al carbonio la cui durezza diminuisce rapidamente con la distanza presenta una risposta di temprabilità diversa da quella di un acciaio che mantiene una durezza simile più lontano lungo il provino, anche se entrambi mostrano la stessa durezza all’estremità temprata.

La geometria e la procedura di prova devono rimanere associate al risultato. ASTM A255-20 specifica un provino cilindrico di diametro pari a 1 pollice per la prova quantitativa di tempra a un’estremità. ISO 642:2024 specifica un provino di diametro pari a 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm per la prova di tempra degli acciai a un’estremità. Tali dimensioni sono simili, ma non devono essere considerate implicitamente intercambiabili come specifiche. La temperatura di austenitizzazione, il tempo di mantenimento, l’atmosfera del forno, il tempo di trasferimento, la temperatura dell’acqua, le condizioni del getto, la scala di durezza, la distanza tra i punti di misura e la preparazione della superficie possono influenzare la curva riportata.

### Aggiunte di elementi basso-leganti e risposta alla tempra a cuore

Le aggiunte di elementi basso-leganti modificano la temprabilità principalmente ritardando le trasformazioni che competono con la formazione di martensite durante il raffreddamento. Manganese, cromo, molibdeno e nichel possono alterare la temperatura e i tempi di formazione di ferrite, perlite e bainite. Quando tali trasformazioni vengono posticipate, una parte interna che si raffredda più lentamente può comunque raggiungere l’intervallo di formazione della martensite. Questa è la base metallurgica della maggiore risposta alla tempra a cuore riscontrabile in molti acciai legati.

L’effetto non può essere descritto con la semplice regola «più elementi di lega uguale più durezza». Gli elementi di lega possono influenzare la temprabilità, la formazione dei carburi, la risposta al rinvenimento, l’austenite trattenuta e la durezza della microstruttura finale attraverso meccanismi diversi. Il cromo e il molibdeno, per esempio, possono partecipare alle popolazioni di carburi e influenzare la cinetica delle trasformazioni; il nichel modifica il comportamento di trasformazione senza agire esattamente come un forte elemento formatore di carburi. Il manganese può aumentare la temprabilità, ma il suo effetto deve essere valutato insieme al carbonio, al controllo dello zolfo, alla lavorazione precedente e al resto della composizione. Piccole aggiunte di boro possono avere un effetto sostanziale sulla temprabilità quando il boro è presente nella corretta condizione metallurgica, ma il risultato dipende dal carbonio, dall’azoto, dalla pratica di aggiunta di titanio o alluminio e dalla storia di lavorazione.

ASM identifica la composizione dell’acciaio e la dimensione del grano di austenite come fattori primari che influenzano la temprabilità ([ASM International, 1990](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/282065/Hardness-and-Hardenability-of-Steels-1 "ASM International, 1990")). La dimensione del grano è importante perché i grani più grandi di austenite preesistente offrono una minore area di bordo-grano per la nucleazione di alcuni prodotti di trasformazione diffusiva. Tuttavia, l’ingrossamento del grano non rappresenta un miglioramento privo di conseguenze: può compromettere la tenacità e il comportamento dimensionale. Pertanto, un confronto basato soltanto su una curva misurata può rimanere incompleto se il trattamento termico previsto è diverso.

Anche il termine «tempra a cuore» richiede la stessa cautela. Non significa che ogni sezione trasversale di un componente in acciaio diventerà uniformemente martensitica. Una curva Jominy fornisce una risposta standardizzata a un gradiente di velocità di raffreddamento, non una previsione diretta per ogni diametro, geometria, condizione di agitazione o mezzo temprante. I metodi ingegneristici possono utilizzare i dati Jominy insieme a relazioni tra dimensioni della sezione e raffreddamento, ma il risultato previsto rimane legato alle ipotesi alla base di tali metodi. Una barra temprata in acqua, un ingranaggio temprato in olio e una piastra temprata in polimero non condividono un’unica storia universale di raffreddamento.

Un valore elevato di durezza all’estremità Jominy non dimostra neppure una tempra profonda. L’estremità è esposta al raffreddamento più severo e può formare martensite anche in un acciaio la cui durezza diminuisce rapidamente a breve distanza. Al contrario, una durezza misurata più bassa può riflettere il tenore di carbonio, il rinvenimento, l’austenite trattenuta o una miscela di fasi, anziché indicare esclusivamente una scarsa temprabilità. La misura deve essere interpretata considerando il trattamento termico e la microstruttura.

### Perché le designazioni delle qualità non sostituiscono i dati di prova

Una designazione identifica una specifica, una composizione nominale o un intervallo composizionale; non fornisce una curva Jominy misurata. Il confronto tra «acciaio al carbonio» e «acciaio basso-legato» è troppo generico per sostenere un’affermazione sulla temprabilità. Anche i confronti tra qualità definite richiedono la designazione esatta, così come specificata, la norma applicabile, la composizione chimica della colata o del prodotto e la condizione del materiale sottoposto a prova.

Un confronto difendibile dovrebbe identificare almeno cinque elementi: la designazione dell’acciaio e la norma di riferimento; l’intervallo della composizione chimica misurata, compresi gli elementi di lega e residui pertinenti; la temperatura di austenitizzazione e il trattamento di mantenimento; l’apparecchiatura e il mezzo di tempra; il metodo di misura e la scala di durezza. Dovrebbe inoltre specificare se il risultato proviene da ASTM A255, ISO 642, da un’altra procedura definita o da una prova specifica dello stabilimento. Una curva ottenuta da un provino ASTM da 1 pollice non dovrebbe essere presentata come se fosse automaticamente un risultato ISO 642, nonostante la simile dimensione nominale dei provini.

La variabilità produttiva limita ulteriormente ciò che una designazione può stabilire. Due colate vendute con la stessa designazione possono differire entro l’intervallo di composizione chimica consentito. Differenze nella dimensione del grano, nella riduzione di forgiatura, nella storia di normalizzazione, nella decarburazione e nella pratica di austenitizzazione possono modificare la risposta misurata. Una composizione nominale pubblicata fornisce quindi un contesto, non la prova di una particolare curva di temprabilità.

La Materials Education Foundation descrive il metodo Jominy come una misura della durezza a distanze crescenti da un’estremità temprata, al fine di determinare la temprabilità dell’acciaio ([Materials Education Foundation, 2024](https://materialseducation.org/educators/matedu-modules/docs/Hardenability_of_Steel.pdf "Materials Education Foundation, 2024")). Questa formulazione coglie il limite corretto della prova: essa misura una risposta di durezza generata da un gradiente di raffreddamento definito. Non trasforma il nome di una qualità in una graduatoria universale delle prestazioni e non sostituisce la validazione specifica per la sezione quando le condizioni di raffreddamento o la geometria differiscono.

Un confronto adeguato tra qualità deve quindi chiedere: «Quale risposta è stata misurata e in quali condizioni?». Non deve chiedere soltanto quale designazione sia presumibilmente più dura. Solo la prima domanda riguarda la temprabilità.

## Lettura e confronto delle curve Jominy

Una curva Jominy è un grafico della durezza misurata in funzione della distanza dall’estremità temprata di un provino di acciaio. L’asse orizzontale normalmente inizia dall’estremità raffreddata ad acqua e procede verso l’estremità raffreddata all’aria; l’asse verticale indica la durezza su una scala specifica, come Rockwell C (HRC), Rockwell B (HRB) o durezza Vickers (HV). La curva va interpretata come la registrazione della risposta dell’acciaio a un intervallo controllato di condizioni di raffreddamento, non come un singolo valore di durezza.

ASTM A255-20 definisce la temprabilità come la profondità fino alla quale l’acciaio si tempra quando viene sottoposto a tempra e specifica la prova quantitativa di tempra a un’estremità con un provino cilindrico di diametro pari a 1 pollice. ISO 642:2024 specifica un provino di diametro pari a 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm. Tali dimensioni sono simili, ma gli standard non sono intercambiabili per semplice presunzione. È il documento applicabile a disciplinare la prova.

### Altezza della curva in prossimità dell’estremità temprata

La parte sinistra della curva, corrispondente all’estremità temprata, mostra la durezza prodotta nelle condizioni di raffreddamento più severe della prova. Un valore elevato in questa zona indica che il materiale esaminato ha formato, in prossimità della superficie, un prodotto di trasformazione duro con quella specifica pratica di austenitizzazione e tempra in acqua. Ciò non dimostra, di per sé, un’elevata temprabilità.

Questa distinzione è importante perché il tenore di carbonio influisce fortemente sulla durezza della martensite, mentre la temprabilità dipende anche dalla facilità con cui, durante il raffreddamento, vengono soppresse trasformazioni come quelle in perlite o bainite. Due acciai possono raggiungere durezze simili in prossimità dell’estremità temprata e tuttavia divergere sostanzialmente più avanti lungo il provino. L’acciaio la cui durezza diminuisce lentamente ha conservato una microstruttura dura durante un raffreddamento più lento e mostra quindi una maggiore profondità di tempra in questa prova.

Il valore all’estremità temprata può inoltre essere influenzato da condizioni che non sono semplicemente una proprietà del grado di acciaio. La temperatura di austenitizzazione e il tempo di mantenimento influenzano lo stato dell’austenite. La dimensione del grano austenitico è un fattore primario che influisce sulla temprabilità, come riportato da ASM International nella sua trattazione del 1990 sulla durezza e sulla temprabilità degli acciai; una crescita eccessiva del grano può modificare la curva. La decarburazione superficiale, l’ossidazione, i danni dovuti alla rettifica, un allineamento errato del getto d’acqua o un’impronta di durezza troppo vicina a un bordo possono falsare le prime letture.

Per questo motivo, una curva che inizia a un livello più elevato non dovrebbe essere automaticamente descritta come “più temprabile”. Potrebbe presentare una maggiore durezza allo stato temprato all’estremità, una maggiore temprabilità, oppure entrambe. Il resto del profilo fornisce gli elementi necessari per distinguere questi effetti.

L’altezza della curva può comunque essere utile quando la questione riguarda la risposta locale alla durezza. Per esempio, una specifica può richiedere una durezza minima a una determinata distanza Jominy. Tale requisito è un criterio di accettazione, non una definizione generale del significato della curva. La conformità o meno di un valore misurato deve essere stabilita sulla base della specifica applicabile relativa al materiale o al prodotto.

### Forma della curva e conservazione della durezza con la distanza

L’elemento centrale di una curva Jominy è la velocità con cui la durezza diminuisce all’aumentare della distanza. La procedura descritta dal Materials Technology and Innovation Laboratory dell’University of Illinois riscalda un provino cilindrico fino alla temperatura di austenitizzazione, tempra un’estremità con un getto d’acqua, misura la durezza a distanze crescenti e rappresenta graficamente i risultati. L’University of Cambridge spiega perché si ottiene questo profilo: l’estremità temprata si raffredda rapidamente, mentre le zone più lontane si raffreddano progressivamente più lentamente nell’aria.

Una pendenza discendente ripida indica che la durezza si perde in una distanza ridotta. Quell’acciaio risponde in modo marcato al passaggio da un raffreddamento rapido a uno più lento. Una curva più piatta indica che la durezza viene conservata più lontano dall’estremità temprata. In termini metallurgici pratici, quest’ultima risposta indica che una profondità maggiore del provino può trasformarsi in una struttura dura in condizioni di raffreddamento meno severe di quelle presenti all’estremità.

La curva non deve necessariamente essere una linea retta. Può diminuire bruscamente in prossimità dell’estremità, appiattirsi in una regione intermedia oppure mostrare una variazione di pendenza associata a trasformazioni che avvengono a velocità di raffreddamento diverse. Un breve plateau seguito da una diminuzione e da un secondo appiattimento deve essere interpretato come una sequenza di risposte, non ridotto a un unico valore di “temprabilità media”. La forma riflette la composizione, la dimensione del grano austenitico, la microstruttura preesistente e la storia termica utilizzata per la prova. Il capitolo del 1990 di ASM sugli acciai al carbonio e basso-legati descrive la temprabilità come il fattore che governa la profondità e la distribuzione della durezza prodotta dalla tempra; per questo è importante considerare l’intero profilo.

Una curva che rimane più elevata a una determinata distanza ha conservato una maggiore durezza in quelle condizioni di prova. Ciò non dimostra che ogni sezione di un componente di produzione presenterà quella durezza. Un componente reale ha geometria, massa, condizioni superficiali e percorso di raffreddamento diversi. La conversione di un risultato Jominy in una previsione della risposta del componente richiede un modello di raffreddamento definito o un metodo come l’analisi di Grossman; il semplice confronto visivo non può fornire tale conversione.

Una curva più elevata non rende inoltre un grado di acciaio universalmente preferibile. Un progetto può richiedere una combinazione specifica di durezza, tenacità, controllo della distorsione, saldabilità e risposta al rinvenimento. La prova Jominy riguarda una sola risposta a una determinata storia di tempra. Non sostituisce le prove meccaniche né una specifica che disciplini il componente finito.

Nel confrontare le curve, occorre confrontare distanze corrispondenti e scale di durezza corrispondenti. Una curva rappresentata in HRC non può essere classificata numericamente rispetto a una curva rappresentata in HV senza un metodo di conversione appropriato e dichiarato. Le conversioni di durezza non sono identità fisiche esatte, soprattutto nel caso di microstrutture diverse. È importante anche la convenzione di rappresentazione grafica: punti collegati da segmenti rettilinei, una curva interpolata e una tabella interpolata possono presentare gli stessi dati misurati in modi differenti.

### Dispersione, ripetibilità e condizioni di confronto

I dati Jominy reali presentano una certa dispersione. Una parte della variabilità deriva dalla misurazione della durezza, ma differenze più rilevanti possono dipendere dalla preparazione del provino e dalla pratica termica. La faccia terminale deve ricevere il getto d’acqua previsto, il provino deve essere centrato correttamente e la pista di misura della durezza deve essere preparata senza lasciare materiale decarburato o una superficie ruvida. Le misurazioni devono essere distanziate e riportate secondo la procedura applicabile.

Un singolo punto irregolare non dovrebbe essere considerato una scoperta metallurgica. Occorre innanzitutto verificare se il punto si trova al di fuori della ripetibilità di misura prevista, se la distanza tra le impronte era adeguata e se la superficie del provino o la scala di durezza erano corrette. Prove ripetute che mostrano la stessa variazione nella forma della curva hanno maggiore rilevanza rispetto a una singola lettura isolata, alta o bassa.

Un confronto significativo richiede più che la semplice prova di provini con la stessa designazione nominale del grado di acciaio. Occorre utilizzare lo stesso standard, le stesse dimensioni del provino, la stessa preparazione superficiale, la stessa temperatura di austenitizzazione, la stessa modalità di mantenimento, lo stesso tempo di trasferimento, la stessa configurazione di tempra, la stessa scala di durezza, le stesse posizioni di misura e la stessa convenzione di presentazione dei risultati. ASTM A255-20 specifica un provino di diametro pari a 1 pollice, mentre ISO 642:2024 specifica un diametro di 25 mm e una lunghezza minima di 100 mm; i risultati ottenuti secondo tali standard devono essere identificati di conseguenza, anziché essere combinati senza dichiararlo.

Deve essere considerata anche la condizione iniziale dell’acciaio. La composizione è importante, ma lo è anche la dimensione del grano austenitico stabilita durante il riscaldamento. Non si può presumere che una curva di laboratorio ottenuta con un determinato trattamento termico rappresenti ogni colata della stessa designazione se la pratica di austenitizzazione è diversa. Questo è uno dei motivi per cui una curva dovrebbe riportare le proprie condizioni di prova ogni volta che viene riprodotta.

Infine, occorre distinguere l’interpretazione dalla conformità. La lettura della curva può mostrare che la durezza diminuisce rapidamente, che viene conservata più lontano dall’estremità temprata oppure che le prove ripetute presentano dispersione. Solo la specifica applicabile può stabilire l’intervallo consentito, il valore minimo, il requisito di campionamento e la decisione di accettazione. Una curva Jominy è una prova della temprabilità in condizioni definite, non una raccomandazione autonoma per un prodotto, una graduatoria dei gradi di acciaio o un sostituto dei requisiti di accettazione associati al materiale.

## Prove Jominy, Grossman e di temprabilità in aria

La temprabilità non è la stessa proprietà della durezza. ASTM A255-20 definisce la temprabilità come «la profondità fino alla quale l’acciaio si tempra quando viene sottoposto a tempra», mentre la durezza è la resistenza misurata in una determinata posizione mediante uno specifico metodo di prova. Un acciaio può presentare un’elevata durezza superficiale, ma temprarsi solo per una breve distanza al di sotto della superficie. Un altro acciaio può raggiungere una durezza superficiale simile e conservarla molto più in profondità nella sezione.

I metodi Jominy, Grossman e di temprabilità in aria rispondono a domande correlate, ma diverse.
| Metodo | Storia termica | Uso principale | Cosa non fornisce |
|---|---|---|---|
| Tempra Jominy d'estremità | Estremità temprata in acqua; il resto si raffredda in aria | Risposta della durezza in funzione della distanza | Profilo esatto della durezza di ogni componente |
| Analisi di Grossman | Severità di tempra definita combinata con le dimensioni della sezione | Correlare la risposta del materiale alla geometria e alla severità della tempra | Una misurazione diretta della durezza lungo una barra di prova |
| Prova di temprabilità in aria | Condizione di raffreddamento in aria specificata | Valutare la risposta durante il raffreddamento in aria | Un sostituto della curva di tempra d'estremità in acqua |

L’ASM Handbook considera le prove Jominy, Grossman e di temprabilità in aria come metodi correlati per esaminare questa risposta, non come prove intercambiabili. Ciascuna impone una storia termica diversa. La prova Jominy crea una gamma controllata di velocità di raffreddamento lungo un unico provino; l’analisi di Grossman mette in relazione la risposta dell’acciaio con la severità della tempra e le dimensioni del componente; una prova di temprabilità in aria esamina ciò che accade quando il mezzo di raffreddamento specificato è l’aria. Il risultato ottenuto con un metodo non può essere sostituito da quello di un altro senza una conversione o un modello definiti.

### Il metodo Jominy con tempra a un’estremità

La prova Jominy con tempra a un’estremità è un metodo standardizzato per ottenere una curva di temprabilità da un unico provino cilindrico. ASTM A255-20 specifica un provino cilindrico del diametro di 1 pollice per la prova quantitativa di tempra a un’estremità. ISO 642:2024 specifica un provino di acciaio del diametro di 25 mm e lungo almeno 100 mm. In termini pratici, queste dimensioni sono simili, ma le norme restano documenti distinti, ciascuno con i propri requisiti relativi alla preparazione, al riscaldamento, alla tempra, alla misurazione della durezza e alla presentazione dei risultati.

La sequenza di base è semplice. Un provino lavorato meccanicamente viene riscaldato alla temperatura di austenitizzazione specificata, mantenuto per il tempo necessario a raggiungere la condizione termica prescritta e trasferito in un’apposita apparecchiatura. Un getto d’acqua colpisce una delle estremità. Il Materials Technology and Innovation Laboratory dell’Università dell’Illinois descrive questa sequenza di riscaldamento e tempra con acqua a un’estremità nella propria procedura Jominy del 2024. Dopo il raffreddamento, lungo il provino viene comunemente preparata una superficie piana e si effettuano misure di durezza a distanze crescenti dall’estremità temprata.

La fisica conferisce valore alla prova. L’estremità temprata è sottoposta al raffreddamento più intenso, mentre le posizioni più lontane ricevono un raffreddamento progressivamente meno rapido, poiché vengono raffreddate indirettamente e in parte dall’aria. L’Università di Cambridge spiega che questa configurazione produce lungo la barra una gamma continua di velocità di raffreddamento. Un grafico della durezza in funzione della distanza mostra quindi come varia la risposta di durezza misurata dell’acciaio al diminuire della velocità di raffreddamento.

In prossimità dell’estremità temprata, la durezza dipende fortemente dal tenore di carbonio e dal fatto che l’austenite si trasformi in martensite anziché in prodotti più teneri, come perlite o bainite. Più lontano dall’estremità, gli elementi di lega e la dimensione del grano austenitico diventano importanti, perché ritardano le trasformazioni diffusive durante il raffreddamento più lento. ASM International ha individuato la composizione dell’acciaio e la dimensione del grano austenitico come fattori primari che influenzano la temprabilità nella propria trattazione del 1990 sulla durezza e sulla temprabilità.

La curva è il risultato della prova, non un singolo valore di durezza. La sua forma può indicare fino a quale profondità un acciaio mantiene una determinata risposta di durezza, ma non esprime direttamente la distribuzione della durezza in ogni componente reale. Una barra, un ingranaggio, una piastra o un forgiato hanno ciascuno il proprio diametro, la propria geometria, le proprie condizioni superficiali, la propria storia di austenitizzazione e il proprio percorso di raffreddamento. Anche il provino Jominy presenta uno speciale gradiente termico unidimensionale che non viene riprodotto in ogni punto di un componente spesso.

#### Non utilizzare la curva come garanzia per il componente

Correlare i dati Jominy allo spessore della sezione, alla geometria, al tempo di trasferimento, al mezzo temprante, all'agitazione e alle condizioni locali di raffreddamento. I componenti critici possono richiedere prove di processo rappresentative, profili di durezza o controlli metallografici.

Una curva Jominy, da sola, non può dimostrare che un componente si tempra completamente fino al cuore in olio, acqua, polimero o aria. Né un valore di durezza misurato all’estremità temprata può descrivere la temprabilità complessiva dell’acciaio. La curva deve essere interpretata tenendo conto delle dimensioni della sezione e della storia di tempra previste.

### Analisi del diametro critico di Grossman

L’analisi di Grossman affronta una diversa questione ingegneristica: in che modo la risposta di trasformazione dell’acciaio, le dimensioni della sezione e la severità della tempra si combinano nel determinare la profondità di tempra? Essa separa due concetti spesso confusi. L’acciaio possiede una risposta intrinseca alla tempra, mentre il mezzo temprante e la geometria del componente controllano la rapidità con cui il calore viene rimosso.

Fattore H di Grossman **Fattore H di Grossman** Parametro utilizzato per rappresentare la severità della tempra, collegando il trasferimento di calore superficiale alle dimensioni della sezione e alla risposta alla tempra dell'acciaio.

Il metodo utilizza la severità della tempra, comunemente rappresentata dal fattore H di Grossman, per descrivere l’efficacia del trasferimento di calore alla superficie. Una tempra più severa estrae il calore più rapidamente rispetto a una tempra meno severa, sebbene il risultato effettivo dipenda anche dall’agitazione, dalla temperatura, dal comportamento del film di vapore, dalle condizioni superficiali e dalla forma del componente. L’analisi di Grossman mette quindi in relazione questa severità con le dimensioni della sezione e con una condizione limite di tempra.

Il diametro critico ideale è il diametro di una barra tonda ipotetica che raggiungerebbe una determinata condizione al centro in una tempra idealizzata. Il diametro critico reale applica al componente la severità di tempra selezionata. Questi termini non sono denominazioni alternative della distanza Jominy. Una distanza Jominy è una posizione lungo una barra di prova; un diametro critico è un risultato relativo alle dimensioni della sezione, ottenuto mediante un’analisi della severità della tempra e della risposta dell’acciaio.

I dati Jominy possono fornire l’input relativo alla risposta dell’acciaio per i calcoli o i diagrammi di Grossman, ma il calcolo aggiunge ipotesi sulla geometria e sul trasferimento di calore. Di conseguenza, due componenti realizzati dalla stessa colata di acciaio possono temprarsi a profondità diverse se differiscono per dimensioni o modalità di tempra. Lo stesso acciaio può inoltre produrre diametri critici diversi in corrispondenza di valori differenti di H. L’analisi di Grossman costituisce quindi un collegamento tra la risposta di laboratorio e una situazione di tempra definita, non una prova di durezza indipendente.

### Prove di temprabilità in aria

Le prove di temprabilità in aria esaminano un acciaio durante il raffreddamento in aria, anziché imporre il getto d’acqua Jominy o assegnare un valore di severità della tempra secondo Grossman. Il provino viene sottoposto ad austenitizzazione secondo la procedura specificata, estratto dal forno e raffreddato in aria nelle condizioni di prova. Successivamente, si misurano la durezza, la microstruttura o la variazione della durezza attraverso la sezione, come richiesto dal metodo.

Questa distinzione è importante, perché «tempra in aria» non significa che l’acciaio abbia una durezza fissa indipendente dalle dimensioni. Il raffreddamento in aria calma, in aria forzata e in un’atmosfera controllata produce condizioni diverse di trasferimento del calore. Un provino piccolo può raffreddarsi abbastanza rapidamente da formare una quantità considerevole di martensite, mentre il cuore di una sezione più grande si raffredda più lentamente e forma una diversa miscela di prodotti di trasformazione. La temperatura del forno, le dimensioni del provino, i supporti, il flusso d’aria e le condizioni superficiali possono tutti influire sulla risposta misurata.

Un risultato di temprabilità in aria descrive quindi il comportamento nelle condizioni di raffreddamento in aria indicate. Non sostituisce una curva Jominy, perché non crea lo stesso gradiente continuo di raffreddamento da un’estremità all’altra. Non sostituisce l’analisi di Grossman, perché da solo non esprime la relazione tra la severità della tempra e una gamma di dimensioni della sezione. I tre metodi rispondono a domande affini, ma i loro risultati mantengono significati diversi.

Il capitolo del 1990 di ASM sugli acciai al carbonio e basso-legati definisce la temprabilità come la proprietà che governa la profondità e la distribuzione della durezza prodotta dalla tempra. Questa formulazione rappresenta il criterio pratico: occorre esaminare come è distribuita la durezza dopo una storia termica specificata, non semplicemente quanto diventa dura una singola posizione.

## Dalla curva Jominy a un componente reale

Una curva Jominy descrive la risposta di un acciaio a una determinata configurazione di raffreddamento controllato. Non predice la durezza in ogni punto di un componente finito senza ulteriori analisi. La distinzione è importante perché un provino standard è piccolo, semplice e raffreddato secondo modalità prescritte, mentre un componente può presentare bordi sottili, mozzi spessi, fori, spigoli, condizioni superficiali variabili e regioni che si raffreddano a velocità molto diverse.

ASTM A255-20 definisce la temprabilità come la profondità fino alla quale l’acciaio si tempra quando viene sottoposto a tempra. La sua procedura quantitativa di tempra all’estremità utilizza un provino cilindrico di 1 pollice di diametro. ISO 642:2024 specifica un provino d’acciaio per la prova di tempra all’estremità di 25 mm di diametro e almeno 100 mm di lunghezza. Queste dimensioni e le condizioni di prova prescritte creano un confronto ripetibile tra colate, qualità di acciaio o condizioni di processo; non fanno del provino un modello in scala di un componente meccanico.

Nella procedura descritta dal Materials Technology and Innovation Laboratory dell’University of Illinois, il provino viene riscaldato fino alla temperatura di austenitizzazione e un’estremità viene temprata con un getto d’acqua. La durezza viene quindi misurata a distanze crescenti dall’estremità temprata. Il grafico risultante della durezza in funzione della distanza è la curva Jominy. Come spiega l’University of Cambridge, l’estremità raffreddata ad acqua e la parte rimanente raffreddata ad aria producono lungo la barra un intervallo continuo di velocità di raffreddamento. Ogni posizione rappresenta quindi una risposta termica diversa all’interno dello stesso provino.

Questa risposta è utile, ma deve essere trasferita con attenzione.

![Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità](/images/uploads/7af2958d-5a23-45e8-9c32-97eb06ca9de3/wiki-inline-a-cutaway-steel-component-showing-different-cooling-paths-and-resulting-hardness-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/7af2958d-5a23-45e8-9c32-97eb06ca9de3/wiki-inline-a-cutaway-steel-component-showing-different-cooling-paths-and-resulting-hardness-1920x1288.avif "Ingrandisci immagine — Temprabilità dell’acciaio e prova Jominy di tempra all’estremità")Component geometry creates cooling fields that a Jominy specimen cannot reproduce exactly.

### Spessore della sezione e gradienti termici

Lo spessore della sezione di un componente controlla la quantità di calore che deve fuoriuscire dal suo interno prima che inizi la trasformazione. Una parete sottile ha un breve percorso verso la superficie e può raffreddarsi rapidamente attraverso gran parte della propria sezione. Un grosso risalto, albero, flangia o semilavorato per ingranaggio trattiene il calore al centro; la superficie può attraversare l’intervallo di trasformazione martensitica mentre il cuore si raffredda abbastanza lentamente da consentire la formazione di bainite, perlite o ferrite, a seconda della composizione e dell’effettivo ciclo termico.

Anche la barra Jominy presenta un gradiente termico, ma si tratta di un gradiente longitudinale disposto deliberatamente. L’estremità temprata riceve il raffreddamento diretto più intenso, mentre le posizioni più lontane si raffreddano progressivamente più lentamente. Un componente reale presenta generalmente gradienti in più di una direzione. Il calore può fluire radialmente dal cuore verso la superficie, assialmente verso un’estremità e attraverso le caratteristiche adiacenti. Uno spigolo può disperdere calore attraverso diverse facce. Un alesaggio può modificare il percorso di raffreddamento dall’interno, mentre il contatto con un’attrezzatura può limitare localmente il flusso di calore o fornire un ulteriore dissipatore termico.

Questa differenza fa sì che la dimensione della sezione sia qualcosa di più di una semplice correzione dimensionale. Due posizioni alla stessa distanza da una superficie esterna possono subire storie di raffreddamento diverse se una si trova vicino a uno spigolo e l’altra al centro di una sezione spessa. Il centro di una barra cilindrica, per esempio, non equivale a un punto vicino alla superficie soltanto perché entrambi appartengono alla stessa qualità di acciaio. Né il centro di un componente di grandi dimensioni è automaticamente rappresentato dall’estremità più lontana di una curva Jominy. La geometria del componente determina il campo di flusso del calore, mentre la tempra determina la rapidità con cui tale campo perde calore.

La composizione e la dimensione del grano austenitico restano variabili iniziali importanti. ASM International identifica entrambe come influenze primarie sulla temprabilità. Anche la temperatura di austenitizzazione, il tempo di mantenimento, la microstruttura iniziale e l’accrescimento del grano possono modificare la risposta alla trasformazione presentata alla tempra. Di conseguenza, un risultato Jominy ottenuto in una determinata condizione di trattamento termico non dovrebbe essere separato da tale condizione quando viene applicato a un componente.

La condizione superficiale aggiunge un’ulteriore complicazione. Calamina, decarburazione, segni di lavorazione, rivestimenti e residui possono modificare il contatto tra l’acciaio e il mezzo di tempra. Una superficie decarburata può mostrare una durezza misurata inferiore anche quando l’acciaio sottostante presenta una risposta sostanzialmente diversa. Una superficie ruvida o contaminata può trattenere vapore o ridurre il contatto con il liquido durante la tempra. La durezza misurata dopo l’asportazione meccanica di tale strato può quindi differire da quella misurata direttamente sulla superficie nello stato successivo alla tempra.

### Mezzo di tempra e severità della tempra

L’acqua nell’apparecchiatura Jominy non è un simbolo generico per indicare una “tempra rapida”. La portata, la temperatura, la pressione, l’allineamento e l’area esposta del getto sono controllati perché influenzano il trasferimento di calore all’estremità temprata. Le parti restanti del provino si raffreddano in aria. Un componente di produzione può invece essere immerso in acqua agitata, soluzione polimerica, olio, sale fuso o altro mezzo, ciascuno dei quali produce un diverso percorso di raffreddamento.

La severità della tempra descrive la capacità di un sistema di tempra di estrarre calore rispetto a una condizione di riferimento. Dipende dal mezzo, ma anche dall’agitazione, dalla temperatura del fluido, dalla circolazione, dall’orientamento del pezzo, dal comportamento del film di vapore e dal rapporto tra superficie esposta e volume. Un liquido stagnante intorno a un pezzo di grandi dimensioni può rimuovere il calore in modo molto meno efficace rispetto a un liquido in movimento intorno a un pezzo piccolo. Anche nella stessa vasca, le superfici esposte a un flusso intenso possono raffreddarsi in modo diverso rispetto alle superfici schermate.

L’agitazione è particolarmente importante durante la fase iniziale della tempra, quando attorno all’acciaio caldo può formarsi una coltre di vapore. Il movimento può interrompere tale coltre e rinnovare il contatto con il liquido più freddo. Tuttavia, se il pezzo viene trasferito lentamente dal forno, inizia a raffreddarsi prima dell’avvio della tempra prevista. Il tempo di trasferimento fa quindi parte della storia termica, non è soltanto un dettaglio di movimentazione. Un ritardo di durata sconosciuta rende difficile confrontare una tempra nominalmente identica con la condizione Jominy.

Il mezzo può inoltre creare differenze locali all’interno dello stesso pezzo. Un albero verticale può drenare il fluido in modo diverso rispetto a uno orizzontale. Un foro cieco può intrappolare il vapore. I canali stretti possono limitare il flusso, mentre le grandi facce piane possono generare film di vapore persistenti. Questi effetti possono causare una dispersione della durezza che una singola curva Jominy non è in grado di rivelare.

Per questo motivo, a un acciaio con una determinata durezza Jominy a una distanza selezionata non può essere assegnata una durezza garantita del componente basandosi soltanto sulla distanza. La curva indica come il materiale risponde a un intervallo noto di condizioni di raffreddamento. Non specifica la velocità di raffreddamento in una determinata posizione del componente, né stabilisce che tale posizione formerà la stessa microstruttura della posizione corrispondente del provino Jominy.

### Correlare la risposta di laboratorio alle posizioni del componente

La domanda pratica non è: “Qual è la durezza di questa qualità di acciaio?”, bensì: “Quale storia di raffreddamento riceverà questa posizione e quale durezza e microstruttura produrrà l’acciaio in tali condizioni?” Una curva Jominy fornisce una parte della risposta. La valutazione del componente deve fornire il resto.

Gli ingegneri stimano comunemente le condizioni locali di raffreddamento sulla base della geometria della sezione e della pratica di tempra, quindi confrontano tali condizioni con dati standardizzati di temprabilità oppure utilizzano un metodo basato sulla dimensione della sezione, come l’approccio di Grossman. Il confronto deve mantenere distinta la risposta del materiale dal risultato del processo. I dati Jominy descrivono la prima; il percorso di raffreddamento calcolato o misurato la collega al secondo.

#### Posizioni del componente che richiedono un'attenzione separata

- **Mozzi e alberi spessi** Possono trattenere calore al centro e sviluppare prodotti di trasformazione più teneri.
- **Nervature sottili** Possono raffreddarsi abbastanza rapidamente da temprarsi in tutta la sezione.
- **Angoli e raccordi** Possono perdere calore attraverso più superfici e raffreddarsi in modo diverso dal materiale adiacente.
- **Fori ciechi e rientranze** Possono limitare il movimento del fluido e ridurre la severità locale della tempra.

Le posizioni devono essere considerate individualmente. La superficie di un albero spesso può raffreddarsi abbastanza rapidamente da diventare costituita prevalentemente da martensite, mentre il centro sviluppa una struttura mista e una durezza inferiore. Un’anima sottile può temprarsi in tutta la sezione, mentre un mozzo vicino può non farlo. Un raccordo può raffreddarsi più rapidamente del corpo adiacente, mentre una cavità filettata o un foro cieco può raffreddarsi più lentamente perché il movimento del fluido è limitato. Per verificare queste previsioni possono essere necessari profili di durezza, campioni metallografici, termocoppie o calcoli validati del trasferimento di calore.

Anche la posizione rilevante è definita dalla specifica. Un disegno può richiedere la durezza sulla superficie, a una profondità stabilita o al centro di una sezione di riferimento. Si tratta di punti di accettazione diversi. Misurare soltanto la faccia esposta più facilmente accessibile può non rilevare un cuore tenero o un bordo localmente troppo duro.

La curva Jominy è quindi uno strumento comparativo della risposta del materiale, non una garanzia che ogni posizione di un componente raggiunga una determinata durezza. ASTM A255-20 e ISO 642:2024 rendono la prova ripetibile controllando la geometria del provino e le condizioni di raffreddamento. Applicare responsabilmente il risultato richiede di correlare tali dati allo spessore della sezione, alla geometria, allo stato superficiale, al tempo di trasferimento, al mezzo di tempra, all’agitazione e alla storia termica locale del componente. Un valore di durezza acquista significato soltanto quando è noto anche il percorso di raffreddamento che lo ha prodotto.

## Fraintendimenti comuni ed errori di rendicontazione

### Confondere la temprabilità con la durezza

Durezza e temprabilità sono proprietà correlate, ma non sono la stessa cosa. La durezza è la resistenza di un materiale alla penetrazione e viene comunemente determinata mediante una prova Rockwell, Brinell o Vickers. La temprabilità descrive fino a quale profondità, e con quale uniformità, l’acciaio può sviluppare strutture martensitiche o altre strutture trasformate dure durante una tempra specifica. ASTM A255-20 definisce la temprabilità come “la profondità fino alla quale l’acciaio si tempra durante la tempra” (ASTM International, 2020). La definizione riguarda la risposta attraverso la sezione, non un singolo valore di durezza rilevato in una sola posizione.

Questa distinzione è importante perché il tenore di carbonio influenza fortemente la durezza che la martensite può raggiungere, mentre gli elementi di lega e la dimensione del grano austenitico influenzano fortemente la severità di raffreddamento necessaria per formare tale martensite. ASM International identifica la composizione dell’acciaio e la dimensione del grano austenitico come fattori primari che influenzano la temprabilità (ASM International, 1990). Un acciaio ad alto tenore di carbonio può presentare una durezza molto elevata vicino all’estremità temprata, per poi perderla rapidamente a breve distanza. Un acciaio legato a più basso tenore di carbonio può presentare una durezza massima inferiore, ma conservare una durezza utile a maggiore distanza dalla superficie temprata. Definire il primo acciaio “più temprabile” unicamente perché la sua durezza all’estremità è maggiore significa confondere il potenziale di durezza con la profondità di tempra.

Lo stesso errore si verifica quando un rapporto riporta soltanto un valore massimo. “Durezza Jominy: 62 HRC” non descrive un risultato di temprabilità se non viene indicata la distanza dall’estremità temprata. Anche in tal caso, il numero rappresenta soltanto un punto di una curva di risposta. La prova Jominy misura la durezza a distanze crescenti dall’estremità temprata, e il grafico risultante durezza-distanza costituisce la curva di temprabilità, come descritto dalla Materials Education Foundation (2024). La curva mostra come l’acciaio risponde quando la velocità di raffreddamento locale diventa meno severa.

Il tenore di carbonio deve pertanto essere considerato nell’interpretazione di un valore basso rilevato a maggiore distanza dall’estremità. Un calo da 60 HRC vicino all’estremità a 35 HRC a una distanza specificata non ha lo stesso significato per un acciaio a medio tenore di carbonio e per un acciaio a basso tenore di carbonio. L’interpretazione dipende inoltre dal fatto che la regione misurata contenga martensite, bainite, perlite o una miscela di queste fasi, nonché dalla scala di durezza utilizzata. Un singolo valore di durezza non può identificare la microstruttura trasformata né stabilire la profondità alla quale viene mantenuta la durezza richiesta.

### Presumere che l’estremità temprata rappresenti l’intero acciaio

L’estremità temprata è la parte di un provino Jominy che viene raffreddata più rapidamente, non una media rappresentativa dell’intera barra. Nella configurazione standard, un’estremità viene esposta a un getto d’acqua mentre il resto del provino si raffredda in aria. Ciò crea lungo il provino un intervallo continuo di velocità di raffreddamento, dal raffreddamento severo all’estremità a velocità progressivamente inferiori con l’aumentare della distanza. L’University of Cambridge descrive questo gradiente come base fisica della prova (2012), mentre la procedura dell’University of Illinois specifica il riscaldamento di un provino cilindrico fino alla sua temperatura di austenitizzazione, la tempra di un’estremità mediante un getto d’acqua e la misurazione della durezza a distanze crescenti (2024).

Questa configurazione rende utile l’estremità, ma ne limita anche il significato. Essa fornisce un punto di riferimento per la massima severità di raffreddamento nella prova e produce comunemente la durezza più elevata lungo la traiettoria di misura predisposta. Non dimostra che una grande sezione di produzione si tempra fino alla stessa profondità. Le dimensioni della sezione, la geometria del componente, le condizioni superficiali, le modalità operative del forno, il tempo di trasferimento, l’agitazione del mezzo temprante e l’effettiva storia di raffreddamento possono differire dalla configurazione Jominy. Una curva Jominy rappresenta la risposta controllata del materiale, non una mappa diretta della durezza per ogni possibile componente.

Una durezza elevata all’estremità non dimostra neppure una temprabilità profonda. L’estremità può raffreddarsi abbastanza rapidamente da formare una struttura dura anche in un acciaio il cui interno, durante un raffreddamento più lento, trasformerebbe in prodotti più teneri. La prova di una temprabilità profonda deriva dalla forma e dalla persistenza della curva: una durezza che rimane a una distanza specificata mentre il raffreddamento diventa meno severo. Occorre identificare la distanza pertinente e definire il criterio di durezza richiesto.

È comune anche l’errore opposto. Una durezza bassa a maggiore distanza dall’estremità non costituisce automaticamente una prova di scarsa qualità dell’acciaio o di una prova non riuscita. Può riflettere il tenore di carbonio dell’acciaio, la dimensione del grano austenitico, il contenuto di elementi di lega, il trattamento di austenitizzazione oppure la formazione, in quella posizione, di una miscela più tenera. La trattazione di ASM relativa agli acciai al carbonio e basso-legati definisce la temprabilità come il fattore che governa la profondità e la distribuzione della durezza prodotta dalla tempra (ASM International, 1990). “Distribuzione” è la parola importante: la variazione lungo il provino è il risultato, non una complicazione indesiderata da ignorare.

Una curva Jominy può supportare stime relative al componente solo quando viene combinata con un modello di raffreddamento appropriato, un metodo basato sulle dimensioni della sezione o una correlazione convalidata. Limited evidence

Una curva Jominy può stabilire la risposta comparativa alla tempra nelle condizioni previste dalla procedura di prova. Di per sé, non può stabilire il profilo finale di durezza di un componente temprato in olio, polimero, gas o altro mezzo. La conversione di un risultato Jominy in una durezza stimata del componente richiede un metodo dichiarato e ipotesi relative alla geometria e al raffreddamento.

### Riportare un risultato senza indicare la norma e le condizioni di prova

Un risultato Jominy privo della norma di prova e delle relative condizioni è incompleto. La denominazione “durezza Jominy a 10 mm” non contiene informazioni sufficienti per un confronto affidabile, a meno che il rapporto non identifichi anche la geometria del provino, il trattamento di austenitizzazione, la configurazione di tempra, il metodo di misura della durezza e la convenzione utilizzata per la distanza.

ASTM A255-20 specifica la prova di tempra dell’estremità mediante un provino cilindrico del diametro di 1 pollice (ASTM International, 2020). ISO 642:2024 specifica un provino per la prova di tempra dell’estremità in acciaio, con diametro di 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm (International Organization for Standardization, 2024). Tali dimensioni sono simili per quanto riguarda il diametro, ma non sono intercambiabili semplicemente perché entrambe le procedure sono denominate prove Jominy. Un rapporto dovrebbe indicare la norma di riferimento, come ASTM A255-20 o ISO 642:2024, invece di usare l’espressione “Jominy standard” come se esistesse una sola procedura.

Deve essere riportato anche il trattamento termico. Questo comprende la designazione dell’acciaio, le condizioni del provino, la temperatura di austenitizzazione, il tempo di mantenimento, l’atmosfera del forno, ove pertinente, e il tempo di trasferimento fino alla tempra. La configurazione del getto d’acqua, la temperatura dell’acqua o il relativo intervallo specificato, le condizioni dell’ugello e la durata della tempra possono influenzare la storia di raffreddamento. Se la prova si discosta dalla norma indicata, tale scostamento deve essere riportato nel risultato.

I dati di durezza richiedono lo stesso livello di precisione. Occorre specificare se le misure sono espresse in HRC, HRB, HBW, HV o in un’altra scala; identificare, ove richiesto, lo strumento o il metodo; e registrare la spaziatura e la preparazione della traiettoria di misura della durezza. “10 mm dall’estremità” dovrebbe indicare la distanza misurata dalla faccia temprata lungo la superficie specificata, non una posizione non definita sul provino. Se una norma stabilisce una particolare tolleranza di rettifica, una superficie piana o una linea di misura, tale dettaglio deve essere conservato.

Infine, è necessario riportare la curva completa o le singole coppie distanza-durezza, non soltanto la lettura più alta. Occorre includere l’identificazione del provino e, quando disponibili, la composizione chimica o la designazione del grado dell’acciaio. Una formulazione difendibile potrebbe essere: “Temprabilità Jominy mediante tempra dell’estremità, determinata secondo ASTM A255-20 su un provino del diametro di 1 pollice, austenitizzato alla temperatura specificata, temprato a un’estremità con acqua e misurato in HRC alle distanze standard.” In assenza di tali condizioni, il numero è un’osservazione di durezza separata dalla storia di raffreddamento che conferisce significato alla temprabilità.

## Come specificare e documentare un risultato di temprabilità

Un risultato di temprabilità è significativo solo quando l’acciaio, il provino, il ciclo termico, la tempra, il metodo di misurazione e il formato di presentazione dei risultati sono identificati congiuntamente. Un valore di durezza privo di queste informazioni descrive una sola condizione misurata; non stabilisce fino a quale profondità né con quale uniformità l’acciaio possa temprarsi. ASTM A255-20 definisce la temprabilità come la profondità fino alla quale l’acciaio si tempra quando viene sottoposto a tempra, mentre il capitolo ASM sugli acciai al carbonio e basso-legati la descrive come la proprietà che determina la profondità e la distribuzione della durezza prodotta dalla tempra. Il documento deve pertanto conservare la storia completa della prova, non soltanto il valore massimo ottenuto in prossimità dell’estremità temprata.

### Identificazione richiesta del materiale e del trattamento termico

#### Documentazione di un risultato

1. **Identificare il materiale** Registrare la designazione, la norma di riferimento, il numero di colata o di fusione, la forma del prodotto e l'identità del provino.
2. **Registrare lo stato precedente** Indicare la forgiatura, la laminazione, la normalizzazione, la ricottura o altre lavorazioni precedenti.
3. **Registrare l'austenitizzazione** Registrare il metodo del forno, la temperatura obiettivo, l'intervallo effettivo, il tempo di mantenimento e l'atmosfera.
4. **Registrare la tempra** Documentare le dimensioni del provino, la disposizione del getto d'acqua, il tempo di trasferimento e ogni scostamento.
5. **Registrare i dati di durezza** Elencare ogni coppia distanza–durezza con unità, scala, strumento e dettagli della preparazione.
6. **Dichiarare l'accettazione** Separare i risultati misurati dal requisito della specifica o del disegno applicabile.

Iniziare con la designazione del materiale esattamente come compare nel documento di acquisto, nel certificato del materiale o nella specifica di riferimento. Registrare il grado, la norma, il numero di colata, la forma del prodotto e l’identificazione del provino. Per esempio, “AISI 4140” da solo può essere insufficiente se il requisito vincolante è indicato come ASTM A193/A193M Grade B7, EN 10083-3:2006 42CrMo4 o un’altra designazione specificata. Non sostituire la designazione formale con un’abbreviazione usata in officina. Se il materiale è stato normalizzato, ricotto, forgiato, laminato o sottoposto ad altri processi prima della prova, indicare tale condizione e identificare ogni eventuale trattamento termico precedente rilevante.

Il numero di colata è particolarmente importante perché la temprabilità dipende dalla composizione e dalla storia metallurgica precedente. ASM International identifica la composizione dell’acciaio e la dimensione del grano austenitico come fattori primari che influenzano la temprabilità. Il rapporto deve pertanto collegare il provino Jominy all’analisi chimica o al certificato della colata, ove disponibile, includendo il carbonio e gli elementi di lega controllati dalla specifica di riferimento. Se è stata misurata la dimensione del grano, registrare il metodo e il risultato; se non è stata misurata, non implicare che la struttura del grano austenitico sia nota.

Identificare l’orientamento e la posizione del provino all’interno del prodotto quando tali dettagli influenzano l’interpretazione. Il centro di una barra, un campione superficiale, una sezione forgiata e una sezione laminata possono non rappresentare la stessa storia termica o di deformazione. Registrare se il provino è stato lavorato direttamente dal prodotto fornito o prodotto separatamente dalla stessa colata.

Il resoconto dell’austenitizzazione deve indicare il forno o il metodo di riscaldamento, la temperatura obiettivo, l’intervallo di temperatura effettivo, il tempo di permanenza e il criterio utilizzato per determinarlo, per esempio il tempo misurato dopo che il provino ha raggiunto la temperatura. Includere l’atmosfera del forno o la protezione utilizzata, poiché l’ossidazione, la decarburazione e la carburazione possono alterare il profilo di durezza. Registrare se il provino è stato inserito in un forno preriscaldato o riscaldato insieme al forno, indicando inoltre l’eventuale presenza visibile di calamina o di danni superficiali. Questi dettagli sono importanti presso l’estremità temprata, dove un sottile strato decarburato può distorcere le prime letture di durezza.

### Norma, geometria e dettagli della tempra

Indicare la norma di prova e la relativa edizione in ogni rapporto. ASTM A255-20 specifica la prova quantitativa di tempra a un’estremità, o prova Jominy, utilizzando un provino cilindrico di diametro pari a 1 pollice. ISO 642:2024 specifica un provino per la prova di tempra a un’estremità in acciaio, con diametro di 25 mm e lunghezza di almeno 100 mm. Tali designazioni sono simili per dimensioni pratiche, ma non costituiscono istruzioni intercambiabili. Il rapporto deve indicare se la prova è stata eseguita secondo ASTM A255-20, ISO 642:2024 oppure secondo una procedura del cliente o nazionale derivata da una di esse.

Registrare le dimensioni del provino così come effettivamente misurate, inclusi diametro, lunghezza, preparazione dell’estremità, smussi e condizioni della faccia temprata. Se le dimensioni differiscono da quelle indicate nella norma, documentare la deviazione prima di presentare il risultato come conforme alla norma. Il rapporto deve inoltre identificare il numero del provino e, quando vengono sottoposti a prova più pezzi, distinguere ciascuna curva invece di calcolarne silenziosamente la media.

Il sistema di tempra deve essere descritto in modo sufficientemente dettagliato da consentire la ricostruzione della storia di raffreddamento. La procedura dell’University of Illinois riscalda un provino cilindrico fino alla temperatura di austenitizzazione e tempra un’estremità mediante un getto d’acqua. L’University of Cambridge spiega perché questa configurazione produce un profilo utile: l’estremità temprata si raffredda rapidamente, mentre il resto del provino si raffredda all’aria, creando lungo la barra un intervallo continuo di velocità di raffreddamento. Indicare quale estremità è stata temprata, come è stato sostenuto il provino e la fonte e le condizioni dell’acqua. Registrare la temperatura del getto, le informazioni relative all’ugello o all’orifizio, la pressione o la portata dell’acqua quando specificate, l’allineamento del getto e la distanza tra l’ugello e l’estremità del provino. Registrare inoltre il tempo intercorso tra l’estrazione dal forno e l’inizio della tempra ad acqua.

Non descrivere il risultato semplicemente come “temprato in acqua”. La temperatura dell’acqua, la stabilità della portata, la forma del getto, la posizione del provino e il ritardo nel trasferimento possono modificare la risposta al raffreddamento. Il rapporto deve indicare se la configurazione è stata verificata prima della prova e se si sono verificati interruzioni, schizzi, disallineamenti o eventi anomali di raffreddamento. Una deviazione non implica automaticamente che la prova sia fallita, ma deve essere visibile a chiunque valuti il risultato.

Il ciclo termico e il resoconto della tempra devono essere collegati all’identità del materiale mediante un numero di prova univoco. Questo collegamento impedisce che una curva venga separata dalle condizioni di trattamento termico quando i risultati vengono copiati in un foglio di calcolo o in un certificato.

### Dati di durezza, presentazione della curva e tracciabilità

Dopo la tempra, identificare il metodo di durezza, la scala, lo strumento, l’indentatore, il carico, lo stato di taratura e la preparazione della superficie di prova. Il rapporto deve indicare se le letture sono state effettuate secondo Rockwell C, Rockwell B, Vickers o un’altra scala ammessa; il termine “durezza” da solo è incompleto. Registrare l’identificazione dello strumento e il relativo stato di verifica, soprattutto quando i risultati vengono utilizzati per l’accettazione.

Il metodo Jominy misura la durezza a distanze crescenti dall’estremità temprata. The Materials Education Foundation descrive questa risposta dipendente dalla distanza come base per determinare la temprabilità dell’acciaio. Indicare il punto di riferimento per la distanza zero, la preparazione del lato di misurazione e ogni posizione di misura. Le distanze devono includere le unità di misura e devono essere riportate come misurate, non dedotte da un modello generico. Se la superficie è stata rettificata o lavorata prima della prova, registrare lo spessore rimosso e la direzione della preparazione.

Presentare le letture originali in una tabella prima di qualsiasi curva levigata o interpolata. Una tabella utile include il numero del provino, la distanza dall’estremità temprata, il valore di durezza, la scala di durezza, le letture replicate, la media quando calcolata e le osservazioni. Se sono stati misurati lati opposti o più tracciati, identificare ciascun tracciato. Non nascondere la dispersione riportando soltanto una media. Una curva deve riportare la durezza sull’asse verticale e la distanza dall’estremità temprata sull’asse orizzontale, con unità, scala, identità del provino, norma di prova e scala di durezza indicati nella didascalia. Se sono state utilizzate interpolazioni, regressioni della curva o conversioni tra scale di durezza, indicare il metodo e conservare le letture originali.

La curva mostra la risposta di durezza prodotta dalla storia di tempra a un’estremità documentata. Di per sé non stabilisce la durezza di uno specifico componente di produzione, non garantisce una determinata microstruttura né prevede le prestazioni dopo una tempra, una dimensione di sezione o un trattamento di rinvenimento differenti. La composizione, la dimensione del grano austenitico, la geometria del provino, il tempo di trasferimento e le condizioni di tempra influenzano tutti l’interpretazione. Un singolo valore di durezza, anche se rilevato all’estremità temprata, non può sostituire il resoconto distanza-durezza.

Infine, identificare il criterio di accettazione separatamente dal risultato misurato. ASTM A255-20 e ISO 642:2024 forniscono i metodi di prova; la specifica del materiale applicabile, il disegno, il requisito di acquisto o il documento del cliente determinano se una curva o un valore tabulato è conforme. Il rapporto deve riportare tale requisito e la relativa revisione, quando applicabile. Se non è specificato alcun limite di accettazione, indicare che il risultato è descrittivo e non inventare una durezza minima, una distanza massima, una classificazione del grado o una conclusione di conformità o non conformità. Conservare il file originale dello strumento, il registro di taratura, il registro del trattamento termico, le fotografie del provino quando pertinenti, la tabella dei dati originali, la curva tracciata, l’identità dell’operatore, la data della prova e le deviazioni con lo stesso numero di prova tracciabile.

## Limiti del metodo Jominy

La prova Jominy di tempra a un’estremità è un confronto controllato, non una versione in scala ridotta di ogni operazione di tempra. La norma ASTM A255-20 definisce la temprabilità come “la profondità fino alla quale l’acciaio si indurisce quando viene temprato” e specifica un provino cilindrico di 1 pollice di diametro per la prova quantitativa di tempra a un’estremità ([ASTM International, 2020](https://store.astm.org/a0255-20.html "ASTM International, 2020")). La norma ISO 642:2024 specifica un provino di 25 mm di diametro e di almeno 100 mm di lunghezza ([International Organization for Standardization, 2024](https://www.iso.org/standard/85868.html "International Organization for Standardization, 2024")). Tali dimensioni, il trattamento di austenitizzazione, la configurazione del getto d’acqua e la procedura di misurazione della durezza fanno parte del risultato. Se vengono modificati, la risposta può cambiare.

Una curva Jominy risponde quindi a una domanda definita: come varia la durezza in funzione della distanza da un’estremità di un provino standard dopo una storia termica specificata? Non fornisce un singolo valore indipendente dalla geometria per indicare “quanto è duro” un acciaio. Né garantisce che un componente di produzione sviluppi lo stesso profilo di durezza.

### Cosa può rappresentare un raffreddamento monodimensionale

La prova inizia riscaldando il provino cilindrico fino alla temperatura di austenitizzazione specificata. Un’estremità viene quindi temprata mediante un getto d’acqua, mentre il resto della barra si raffredda in aria. L’University of Illinois descrive questa sequenza come base della prova ([University of Illinois Materials Technology and Innovation Laboratory, 2024](https://mtil.illinois.edu/tests/jomi "University of Illinois Materials Technology and Innovation Laboratory, 2024")); l’University of Cambridge spiega che essa crea lungo la barra un intervallo continuo di velocità di raffreddamento ([University of Cambridge, 2012](https://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2012/Jominy/index.html "University of Cambridge, 2012")). In prossimità dell’estremità temprata, il calore viene asportato rapidamente. Più lontano, il calore deve condurre verso l’estremità raffreddata e disperdersi dalla superficie esposta, perciò la velocità di raffreddamento diminuisce progressivamente.

Questa configurazione è utile perché un singolo provino campiona numerose intensità di raffreddamento. La curva risultante durezza-distanza può mostrare se un grado conserva la durezza martensitica più lontano dall’estremità temprata, dove diventano più probabili prodotti di trasformazione quali bainite oppure ferrite e perlite. Mostra inoltre la distribuzione della risposta, anziché una sola lettura di durezza. Per questo motivo, una durezza bassa in una posizione distante non può essere interpretata come prova che l’acciaio fosse “tenero” prima della tempra; può indicare che la velocità di raffreddamento locale era insufficiente a sopprimere la trasformazione diffusiva.

Il campo termico monodimensionale è un’approssimazione. Un componente reale si raffredda attraverso diverse superfici, può presentare spigoli, fori, risalti, cave per linguette o interfacce di contatto e può essere soggetto a un’agitazione che varia in funzione dell’orientamento. Il suo centro può rimanere caldo mentre la superficie è già in trasformazione. Il flusso termico può essere radiale, assiale o fortemente tridimensionale. Una barra Jominy non presenta nessuna di queste condizioni al contorno specifiche del componente.

La prova non riproduce inoltre l’esatta storia di raffreddamento in un bagno d’olio, polimero, salamoia o gas, né in una tempra interrotta. Un getto d’acqua diretto su un’estremità impone una determinata condizione al contorno; non costituisce un sostituto universale di una vasca, di uno spruzzo, di un gas pressurizzato o di una tempra a stadi. La curva può confrontare colate, composizioni e condizioni del grano austenitico quando la procedura viene mantenuta costante, ma convertire direttamente la distanza lungo la barra in una posizione del componente richiede un’analisi termica o una correlazione convalidata.

La composizione e la dimensione del grano austenitico sono importanti. ASM identifica entrambi come fattori primari che influenzano la temprabilità ([ASM International, 1990](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/282065/Hardness-and-Hardenability-of-Steels-1 "ASM International, 1990")). Di conseguenza, un risultato Jominy è sensibile anche alla lavorazione precedente del provino, alla crescita del grano durante l’austenitizzazione e alla composizione chimica effettiva dell’acciaio. La sola designazione del grado non elimina queste variabili.

### Sensibilità alla preparazione e alla misurazione

Il metodo Jominy concentra numerose decisioni metallurgiche in una prova dall’apparenza semplice. Il provino deve avere le dimensioni e le condizioni superficiali specificate, essere riscaldato uniformemente, raggiungere lo stato austenitico previsto ed essere trasferito rapidamente al dispositivo di tempra. Ritardi, decarburazione, ossidazione, temperatura errata del forno o una durata di mantenimento modificata possono alterare la risposta alla trasformazione prima ancora che inizi il getto d’acqua.

La preparazione della superficie dopo la tempra è altrettanto importante. Le misure di durezza vengono normalmente effettuate a distanze crescenti dall’estremità temprata, su una superficie piana preparata o su una pista lavorata. Se la rettifica surriscalda la superficie, se rimane della calamina o se l’impronta viene collocata troppo vicino a un’impronta precedente o a un bordo, il valore misurato potrebbe non rappresentare l’acciaio sottostante. È importante anche il metodo di lettura: le scale Rockwell, Vickers o altre non possono essere sostituite arbitrariamente senza tenere conto dei requisiti della norma e dei limiti di conversione applicabili.

Gli errori di piccola entità diventano particolarmente evidenti in prossimità di una parte ripida della curva. Un lieve errore nella distanza può associare un valore di durezza alla posizione di raffreddamento sbagliata, mentre la dispersione nelle misure delle impronte può far apparire inclinata una regione quasi piatta. Riportare soltanto la durezza massima, o soltanto il valore a una determinata distanza, elimina la distribuzione che rende utile il metodo. La Materials Education Foundation descrive la prova come una misurazione della durezza a distanze crescenti dall’estremità temprata per determinare la temprabilità ([Materials Education Foundation, 2024](https://materialseducation.org/educators/matedu-modules/docs/Hardenability_of_Steel.pdf "Materials Education Foundation, 2024")). Le molteplici letture non sono un elemento ornamentale facoltativo; costituiscono l’evidenza.

Una curva richiede inoltre un contesto. Il rapporto dovrebbe identificare la norma utilizzata, le dimensioni del provino, le condizioni di austenitizzazione, il mezzo e la configurazione di tempra, la scala di durezza, le posizioni di misurazione e qualsiasi scostamento dalla procedura. Il confronto tra una curva ottenuta secondo ASTM A255-20 e una ottenuta secondo ISO 642:2024 può essere ragionevole soltanto dopo aver verificato che le condizioni pertinenti e le convenzioni di reporting siano equivalenti. Un “valore Jominy” privo di queste informazioni è incompleto.

### Quando è necessario un altro metodo di valutazione

L’analisi di Grossman è appropriata quando la questione ingegneristica riguarda l’interazione tra la temprabilità dell’acciaio e la severità della tempra. Essa combina la risposta intrinseca dell’acciaio con la severità di raffreddamento di un determinato ambiente di tempra, spesso espressa mediante un fattore H, per stimare la durezza o la profondità trasformata in una geometria specifica. Una curva Jominy descrive la risposta lungo il proprio provino; l’analisi di Grossman aggiunge un modello della tempra e della geometria. Non trasforma il risultato Jominy in una misura diretta di un componente di produzione.

La prova di temprabilità in aria affronta un problema diverso. Per gli acciai destinati a temprarsi in aria ferma o forzata, una prova di raffreddamento in aria può mostrare la durezza e la microstruttura prodotte da tale percorso di raffreddamento. Il suo risultato non è intercambiabile con una curva di tempra in acqua a un’estremità, perché il provino sperimenta una storia termica e una condizione di trasferimento del calore superficiale differenti. La scelta dovrebbe seguire il processo effettivo.

Le prove di processo diventano necessarie quando il caricamento del forno, il tempo di trasferimento, l’agitazione, la mascheratura, i dispositivi di fissaggio, il controllo della distorsione o l’interruzione della tempra possono influenzare il risultato. Una prova condotta su componenti rappresentativi può evidenziare effetti che una barra standard non è in grado di mostrare. Anche in questo caso, la durezza dovrebbe essere misurata in posizioni collegate al requisito progettuale e può essere necessario un esame metallografico per distinguere la martensite dalla bainite, dalla ferrite, dalla perlite o dalle strutture rinvenute.

Per i componenti critici, la qualificazione dovrebbe essere specifica per il componente. Un albero motore, un ingranaggio, un albero o una piastra spessa possono richiedere termocoppie, profili di durezza, controlli della microstruttura, misure delle tensioni residue o della distorsione e ripetute tempra rappresentative della produzione. La prova Jominy rimane preziosa per confrontare gli acciai secondo una procedura comune, ma costituisce un’evidenza relativa a una risposta standardizzata, non un esonero dalla convalida.

## Riferimenti

1. \[1\] ASTM International. [Standard Test Methods for Determining Hardenability of Steel](https://store.astm.org/a0255-20.html). ASTM International standard, 2020. [](/it/wiki/trattamento-termico/temprabilit%C3%A0-dell-acciaio-e-prova-jominy-di-tempra-all-estremit%C3%A0#wiki-cite-ref-1) https://store.astm.org/a0255-20.html

 **Temprabilità a colpo d'occhio**

Temprabilità

Profondità fino alla quale l'acciaio si tempra durante il raffreddamento rapido

Provino Jominy ASTM

1 pollice di diametro

Provino di prova ISO 642:2024

25 mm di diametro e almeno 100 mm di lunghezza

Risultato principale

Durezza in funzione della distanza dall'estremità temprata

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