鋼の熱処理　記事一覧

このページは「鋼の熱処理」のサイトマップです。記事のタイトルと、主な内容を示しています。

タイトルは、各記事のページにリンクしています。

＊＊＊＊　目次　＊＊＊＊

鉄と鋼の基礎知識

鉄と鋼の基礎知識
鉄 Feについて
純鉄の、温度によって4つの構造変化
磁性の変化（キュリー点）
鋼になると鉄にはない、すごい特徴が加わる

鉄Feと炭素Cの合金 「鋼（はがね）と鋳鉄」

鉄・鋼・鋳鉄
固溶体について知っておこう
鋼の化学成分について　知っておくと役に立つこと
熱処理は温度と時間を操作して特性を変化させるもの

鉄鋼の熱処理を知るための平衡状態図について

熱処理説明用の「平衡状態図」は特殊な図です
状態図の温度数字よりも、この点を見る！
平衡状態図を使った熱処理説明の例
変態点を通過するときの組織変化について
平衡状態図ではここに着目する
平衡図から熱処理温度や鍛造温度をイメージしよう
温度変化の度合いで変態点は移動する
主な変態点（変態温度）を知っておこう
これ以外の鉄鋼の状態図はあるの？
炭素量による組織と「共析」について知っておこう

熱処理の用語｜まぎらわしくて特殊でわかりにくい？

焼入れについて
焼入れの操作
焼入れとは
冷却のしかたが大変重要です
適正な焼入れ温度について
焼入れに操作に似た熱処理：溶体化処理・水靱

熱処理での強さや硬さとは何でしょう

熱処理後の強さは硬さで表現できる
耐摩耗性とじん性と硬さの関係
調質（ちょうしつ）とは何でしょう
高張力鋼板について
熱処理による鉄鋼の強さの限界
成分系について

鋼の炭素の量で焼入れ硬さが決まる

炭素％と焼入れ硬さの関係
熱処理をして使用する鋼の割合はごく少ない
炭素量で最高硬さを推定することができる
マルテンサイト・・・って何のこと？

鋼の焼入れと焼戻しは時間をおかずに連続して行います

焼戻しは鋼を強くするための熱処理です
残留オーステナイトについて
残留オーステナイトは少ない方がいい
残留オーステナイトと焼入れ温度
焼戻しでの残留オーステナイトの変化
残留オーステナイトには気をつけていた方がいい

不完全焼入れという用語の意味は

不完全焼入れは良くないのか？

エムエス（Ms）点・エムエフ（Mf）点について

Ms点を計算で求める
エムエス点、エムエフ点が示されていない鋼種も多い

わかりにくい用語「焼入れ性」について

焼入性の試験方法の例
ジョミニ一端焼入れ性試験
プロテリアル（旧：日立金属）の半冷曲線
焼入れ性の良くない鋼を焼入れすると

鋼の焼入れ性を高める合金元素について

合金量を増やしすぎるのもダメ

焼入れと焼入れ性に関係する熱処理用語について

質量効果と臨界直径
最大有効直径
臨界直径
臨界冷却速度
有芯焼入れ
Uカーブ

鋼種によって熱処理の焼入れの条件は決まる

鋼種と焼入れ温度
この表で、S22C・S25Cの焼入れ温度が空欄なのは
加熱冷却時で変態温度が変わる
標準熱処理条件
焼入れ硬さの一般的な傾向
焼入れ温度が高すぎたり、低すぎると

焼入れ保持時間とは

保持時間はいらない　…　という考え方について
焼入れ時の冷却
冷却状態を数値化するのは難しい
熱処理のコンピュータシミュレーション

機械構造用鋼　硬くしたいのか、強くしたいのか

硬さは炭素量、焼入れ性は合金元素がキー
安価な構造用鋼を活かすことは重要
高硬さにしたい場合はC量の高い鋼種を使う
品物が大きくなれば焼入れ性の高い鋼種を使う
調質
調質と焼入焼戻しはどう違うのか？
実際の品物の場合のデータの見かた考え方
調質で知っておくべき問題点
焼いてみないとワカラナイ？

構造用鋼の焼ならし

焼ならしの熱処理の方法
焼ならしの熱処理操作
ノルテン

固溶化（溶体化）熱処理

固溶化熱処理での不具合
オーステナイト系の鋼が着磁をすると厄介です。
鍛造品の鍛造後の焼なましは重要
水靭（すいじん）処理

合金鋼の焼入焼戻しを検討するときに知っておきたいこと

工具鋼と熱処理
工具鋼の特性は硬さを中心にして考えるとわかりやすい
工具鋼の呼び方はメーカーの鋼種名を使うのがいい
工具鋼の評価のしかたは構造用鋼とはかなり違う
工具鋼の熱処理関係図表の見方
JIS鋼種であってもメーカーごとに品質は違う
メーカー独自の図表の見方を知ることも大切
合金元素は多ければいいというものではない

工具鋼の熱処理では、この点に着目するといい

カタログや技術資料でメーカーごとの特徴や熱処理を知る
JIS規格だけ見ても、その鋼種の良さがわからない
工具鋼では炭素量は最重要なポイント
実例から炭素量をイメージしましょう
市販鋼種の標準熱処理温度について
どの鋼種を使うといいのかを考える場合は
焼入れ性が良くなくても品質のいい鋼種は多い

熱処理について思うことをつれづれに

工具鋼の標準熱処理とは何なのでしょう？
標準熱処理と匠の仕事は根本的に違う
熱処理関連の新刊書が少なくなって学びにくくなっている
熱処理にはまだまだ無限の可能性が残っている
常識を疑う気持ちで熱処理を考えてみてはどうでしょう
消えていく熱処理用語も多い
熱処理のシミュレーションが進みにくい　その理由は

恒温変態曲線（TTT曲線・S曲線）の見方と考え方

熱処理説明で使われるS曲線について
S曲線は変わった使い方をされている理由
焼入れ性の良い鋼のS曲線の例
S曲線上では特殊なマルテンサイト変態

連続冷却変態曲線（CCT曲線）と恒温熱処理図

連続冷却変態曲線（CCT曲線）の見方と考え方
CCT曲線の見かた
恒温熱処理とそれを説明する図について
オーステンパーと熱浴焼入れの違いについて

 

鋼の焼戻し1｜全体的に知っておくと良いこと

焼戻し温度と硬さで3つのタイプがあります
焼戻しの加熱速度と冷却速度
焼戻しの保持時間について
おおむねは、メーカーのカタログ値などによる
焼戻し温度と硬さや機械的性質
焼入れ後は、すみやかに焼戻しをします
焼戻しの説明では、共析鋼の場合で説明されることが多い
焼戻し時の温度に伴う変化　： 4つの焼戻し過程
第一過程：　焼戻しマルテンサイトに変わる過程
第二過程：　残留オーステナイトの分解が開始する過程
第三過程：　フェライトとセメンタイト混合組織が生成する過程
第四過程：　工具鋼などで2次硬化が起こる温度以上の過程
焼戻しの回数について
実際の熱処理作業は教科書通りでないことも多い

鋼の焼戻し2｜工具鋼の焼戻しのタイプ

工具鋼の焼戻しのタイプ
冷間で用いる工具部品は、200℃前後の焼戻し
高炭素高合金鋼の低温焼戻しは、できるだけ2回行う
焼戻しに関係する「低温焼戻し脆性」
変形の矯正について
焼割れ・焼ひずみの対策
高温焼戻しと低温焼戻し　…　どちらがいい？

構造用鋼の焼戻し｜焼入れの影響に対応する

Uカーブ
焼入れ方法の違いと機械的性質の違い
調質

工具鋼の焼戻し｜たくさんのことを知ると有利

熱処理曲線（焼戻し曲線）の見方
焼戻しに関係することがら
焼戻しパラメータ
高温短時間焼戻しの例
焼戻しの保持時間
ここで、焼戻しの過程や問題点などを見ましょう
焼戻しの保持時間の影響
残留オーステナイトを気にかける
3回の焼戻しの必要性

サブゼロ処理・クライオ処理・深冷処理とは

サブゼロ処理
サブゼロ処理における焼割れ防止対策
クライオ処理・超サブゼロ処理
冷やしバメ
サブゼロなどで冷却するときの注意点
低温脆性（ていおんぜいせい）

 

鉄鋼の「焼なまし」にはどんな種類があるのか

焼なましの基礎
焼なましの種類を変態点で分けて考える
完全焼なまし
灰なまし
実際の作業では、早めに炉出しして時間短縮をすることも・・・
焼なましは、時間のかかる作業
球状化焼なまし
低温焼なまし
オーステナイト系ステンレスは注意
市販されている鋼の状態

機械加工のしやすさと関係がある焼なましについて

鋼の焼なましは、「軟化」と「組織調整」が主な目的
焼なまし後に、見落としやすい硬さ不良の原因
加熱中の脱炭
酸化防止と箱なまし
鍛造をする場合に注意すること
割れを防ぐために、鍛造後はすぐに焼なましする必要があります

 

加熱用設備（熱処理炉）について

加熱炉について
重油炉からの転換
熱処理用途では、1000℃より高いか低いかで構造が変わる
バッチ炉とピット炉
大気炉と雰囲気炉
真空炉
有効加熱帯
温度調節の概要
温度制御・測定機器の概要
設備の大型化に逆行するソルトバス設備
今後に期待される炉・設備技術

熱処理炉の加熱雰囲気と変質の話

大気中で加熱すると酸化と脱炭が生じる
真空炉における　加圧冷却　について
熱処理では、歪（変形）が避けられない
冷却について
品物の搬送中の温度降下

 

熱処理での「硬さ」について

硬さを硬度という人もいますが…
鋼の熱処理での硬さの値
「硬さ」は便利で重要な指標です
熱処理の硬さは品質判定に便利です
硬さ試験機について
【それ以外の硬さ計】
熱処理品質を保証する「硬さ値の管理」について
ロックウェル硬さについて知っておきましょう
測定面の調製・測定と注意点
機械部品や型材は「HRC」を使う場合が多い
ショアー硬さについて
（参考）私からみた、硬さ試験機の使い勝手や印象

熱処理品の硬さに関する重要な点と問題点

熱処理後の品質は硬さで判定する
実際の品物の硬さ測定の問題点
検査者の技量
熱処理品の硬さ測定で知っておくといいこと
（1）一般的な測定の仕方
（2）測定の仕方で硬さ値が変わります
（3）通常の熱処理検査では、形状による補正はしていない
（4）測定は標準作業化されています
（5）検査のやりかた
（6）測る人の技量が大切
硬さと機械的性質
硬さの相互間の関係：「硬さ換算表」

 

鋼種と工具材料の選び方

JISハンドブックや鋼材カタログで鋼材の特性を把握する
大まかな材料が決まれば、鋼材カタログのダウンロードが便利です
材料選びで重要なこと
入手できる材料は、総合カタログで探す
流通している各社の工具鋼一覧
鋼材はどこで入手・購入する？
鋼材入手時に「熱処理」のことも合わせて考えておく
工具鋼の材料は高級なものに向かう傾向があります

冷間工具鋼の鋼種の選び方について

工具に必要な特性と要素について知っておきましょう
工具の標準的な硬さとは
熱処理は、自分でやる以外は業者などに依頼する
実際に、どんな鋼種をいくらの硬さにするのか・・・
じん性と耐摩耗性という言葉について
被削性と被研削性とは
入手する場合は市場性や販売サイズに制約があります
その他の知っておくといいこと
刃物用の材料について
①炭素工具鋼（SK）・特殊合金鋼（SKS）
②SKD11　および相当品
③ステンレス系（SUS)
④高速度工具鋼（ハイス）

工具鋼材料の「耐摩耗性」とその試験について

工具鋼での耐摩耗性の評価
土砂摩耗か凝着摩耗を調べる摩耗試験機が多い
（参考）概念的な耐摩耗性評価について
硬さが高いほど耐摩耗性は上がるとは言えない

工具鋼材料の「じん性」とその試験方法

工具鋼材料の「じん性」
（1）衝撃試験による方法
（2）抗折試験による方法
（3）その他の方法
耐摩耗性とじん性は相反する性質
じん性値は熱処理や材料の状態を反映する
シャルピー衝撃試験のノッチの影響
硬さとじん性の関係
実際の品物とメーカーの試験値とは全く違う値になっても仕方がない
材料の方向性とじん性値
続・硬さが高いほうが長持ちするとは限らない

冷間工具鋼　SLD　のカタログデータの見方

冷間工具鋼の標準的な鋼種の「SLD」
焼入れ特性
焼戻し硬さ曲線
200℃前後の焼戻しで高い硬さで使う
残留オーステナイト
焼入れ温度は高くしない
機械的性質
半冷時間
摩耗試験
熱処理変寸
品物が大きいと、小さな変寸は大きな変形になります

からだの五感で体感できる熱処理の「温度」について

加熱色（火色）と加熱温度
さてここで問題です・・・　この温度は何度でしょうか？
「焼戻し色」と焼戻し温度判定
鋼の温度判定と感覚の表現
人間の五感は素晴らしい
五感による判断は不要になることはないでしょう

火花試験　難しく考えなければ簡単にできます

誰でもできる「火花試験」
火花試験の便利さ
JISの方法にこだわらないで火花試験をやってみる
どのようなグラインダーでもOKです
大きな損失につながる異材混入に威力のある火花試験
火花試験のやり方（エッセンス）
最低限の環境とグラインダと知識でOK
花の咲き方で炭素量（C%）を推定する
花の咲き方が炭素量の違い
火花の形が鋼種特有の形になっている
蛍光X線分析計が便利に使えるようになっています

熱処理時の変形

共析鋼の熱処理変化
熱膨張・熱収縮による寸法変化
変態による寸法変化
これ以外の変形に及ぼす要因
焼戻し時の変形
加熱の不均一と熱膨張による変形
予熱の有効性
予熱温度
変態点を通過する時の鋼の状態
作業中の変形対策
焼入れ時の変態による変形
変態による変形の対策
変形を矯正する

熱処理時の割れ

割れは、引張応力集中部から起こる
意外と、焼入れ性の良い鋼種で大きな品物が危険
材料が良くなって、近年は焼割れが激減
焼き割れは大きな損失
速く冷やしても割れるものでもない
完全焼入れ部分は膨張するのですが・・・
性能よりも変形の少ない熱処理が望まれる困った傾向
焼戻し時の変形
正確な変寸量は予測困難
応力除去と矯正時の操作
矯正の方法
時効変形（経年変化）

 

鋼の表面熱処理について

鋼の表面を硬くする表面熱処理
火炎焼入れ（炎焼入れ）
火炎焼入れ鋼について
高周波焼入れ
高周波周波数によって硬化深度は変わります
焼入れ性の良い高価な材質は不向きです
強さ＋耐摩耗性には、調質＋高周波焼入れ
高周波焼入れで問題が起きやすいこと
硬さのムラが出るのはしかたがない
円筒の端面まで硬さが必要な場合は注意
平面部分の高周波焼入れも可能です
浸炭焼入焼戻し
表面熱処理を行う場合の注意点
多様化する表面処理
JISの「硬化深さ」の落とし穴と注意点

鉄鋼の組織とは

組織とは鋼の顕微鏡組織のこと
使用する顕微鏡は反射型の光学顕微鏡が多い
観察倍率について
顕微鏡用の試料
試料の研磨
無腐食観察と腐食観察
通常の腐食液は「ナイタール」の使用が多い
その他の腐食液を使う場合は
組織の観察
熱処理品の調査について
破損品の原因調査における注意点

顕微鏡組織について

標準組織を学ぶことが初めの第一歩
標準組織の例
マルテンサイト組織
マルテンサイトと残留オーステナイト
マルテンサイトと球状セメンタイト
パーライト
工具鋼の組織の例：SKD11
そのほかの組織関連用語について

硬さの換算と硬さ換算表について

SAEの硬さ換算表（例）
換算表を使用する時の注意点は知っておく必要あり
実用性に優れた硬さ換算表

鋼の熱処理HPの「あとがき」

熱処理関連の新刊書が少ないのが困りますがオススメを2冊
熱処理作業の標準化の過信は危険
考えてチャレンジすることは大切
内容の転用・転載はしないでください
第一鋼業（株）さんを簡単に紹介させていただきます
主な参考文献・引用資料

鋼の熱処理　はじめに

熱処理を学ぼうとする人に
だから「熱処理はわかりにくい」と言う声もあります
多くのデータは半世紀前のもの
熱処理の一通りを学ぶための参考書籍