鉄鋼の熱処理

鋼の焼入れで、最も重要な最高硬さは炭素量によって決まります。鋼材成分で焼入の最高硬さが推定できます。焼入れによってマルテンサイトという硬い組織が生成します。マルテンサイトと硬さなどについて紹介しています。

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熱処理において「組織」とは、金属の顕微鏡組織を言います。このページでは、組織を見るまでに行う試料作成や、金属組織の観察の手順・方法、事故品などの調査には欠かせない組織観察での注意点などを取り上げています。

鉄鋼の焼入れ性を高めるマンガン、モリブデン、クロムなどの合金元素ついて説明しています。焼入れ性は、鉄鋼を評価する一つの指標で、合金量が多いほど良い鋼種というものではありません。レアメタル・レアアースについて簡単に紹介。

表面熱処理はJISに、火炎焼入れ、高周波焼入れ、浸炭・窒化などが規定されています。ここでは、火炎焼入れ鋼や、表面熱処理での、全体熱処理とは違ったトラブルや誤解しやすい、焼入れ深さ・硬化深度ポイントなどを取り上げています。

ここでいう組織は金属の顕微鏡組織のことで、代表的なマルテンサイト、パーライトなどの代表的な組織やその説明をしています。また、SLDの資料を利用して、熱処理温度と組織の関係を簡単に紹介しています。

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。

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。

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。

サブゼロ処理、クライオ処理、冷やしばめ、低温脆性などを説明しています。サブゼロ処理は、通常の焼入焼戻しの熱処理に加えて行うもので、残留オーステナイトを少なくして、硬さを増大させ、経年変化などを抑える目的で行われます。