鉄鋼の熱処理

鋼材の選び方や考え方について説明しています。ここでは、熱処理硬さを考えて、それから必要な要素を加えていって、鋼材を選ぶ考え方の一例を紹介しています。カスタムナイフの材料や熱処理についても少しだけ触れています。

熱処理では、硬さは機械的性質の値を代替する重要なものです。熱処理の検査は数少ない抜き取り検査が通例で、硬さ換算表を用いることも多く行われるのですが、硬さにおける問題点や疑問点も内在しています。それらの一部を紹介しています。

熱処理でもっとも問題となる不具合の「割れ」について取り上げています。熱処理による熱と変態による膨張収縮は避けられないもので、それが変形で止まらなければ応力解放のために割れにつながります。

紛らわしい熱処理用語に焼入れ、焼き戻し、焼なまし、焼ならしなどがあり、このページでは、これらの熱処理用語、業界用語、焼入れ操作や冷却に関する基礎的な内容を説明しています。

焼ならしは、オーステナイト化温度から空冷する操作です。機械構造用鋼などでは結晶粒の調整や硬さや強さの均一化の目的で行います。ノルテンという、焼ならしと焼戻しを行う操作で硬さ調整などをする場合もあります。

熱処理に用いられる加熱設備を炉といいます。近年は自動化や省力化の方向に設備改良が進んでいます。また、高級熱処理の要望も高いことで、真空加熱や雰囲気調整ができる設備も増えています。ソルトバスについても簡単に紹介しています。

一般に使用されるSAE準拠の硬さ換算表のほかに、オリジナル硬さ換算表を紹介しています。硬さ換算表は非常に便利ですが、オールマイティーではありません。換算表の使い方の注意事項なども紹介しています。

工具鋼の性質は耐摩耗性と靭性という2面からとらえることが多く、ここでは、高い硬さの工具鋼のじん性の試験方法などについて説明しています。メーカーごとに試験の仕方も異なっているので、カタログ数値などを比較する場合は注意が必要です。

焼入れでマルテンサイト変態が始まる温度をエムエス点、完了温度がエムエフ点。便利な数値ですが、実測されているものはそんなに多くないので、計算したり類推しておいて、おおよその数字をつかんでいるだけでも熱処理作業に役に立ちます。

機械構造用鋼の熱処理の熱処理の基本を知れば、安価で高品質な機械部品を作ることができます。調質と焼入焼戻しを混同する方も多いのですが、熱処理操作的には同じです。ここでは、あまり書籍では紹介されない実際的な考え方なども紹介しています。