鉄鋼の熱処理

工具鋼の性質は耐摩耗性とじん性という面でとらえることが多いようです。ただ、メーカーごとに試験の仕方も異なっている場合などもあるので、耐摩耗性の試験と工具鋼の機械的試験の見方や注意点を説明しています。

鉄、鋼、鋳鉄は炭素の量で呼び方を区別します。なかでも「鋼」は熱処理で大きく性質を変化させます。このページでは、熱処理全般の、鋼の成分、固溶体、熱処理などの言葉を雑知識を含めて紹介しています。

工具鋼の焼戻しについて、熱処理線図やデータの見かたや、鋼材メーカーの示す熱処理曲線を使う必要性、焼戻しパラメータ、保持時間、焼戻し回数などについて説明しています。

固溶化熱処理は、安定したオーステナイト状態の鋼にするための熱処理です。オーステナイト系のステンレス鋼で行われている熱処理で、高温のオーステナイト状態になった鋼を急冷する処理です。よく似た処理に、水靭があります。

焼入れと焼戻しはセットにして行い、焼入れ後に時間を置かずに焼戻しすることで、じん性が増します。残留オーステナイトの説明をしています。残留オーステナイトに長短所があるというのですが、基本的には少ないほうがいいでしょう。

焼戻しの基礎的な内容です。鋼を焼入れした後に焼き戻しすることで、硬さを調節するだけでなく、じん性などの強靭性が付加されます。教科書にはない考え方も紹介しています。

熱処理の焼入れ保持時間・冷却の考え方について説明しています。焼入れの保持時間は不要ともいわれますが、温度の影響に比べて時間の影響は小さく、炉の温度特性や品物部位の昇温状態もあるので、適当な保持時間をとるのが安心です。

鋼は温度によって状態が変わり、それを利用して熱処理をすることで鋼の性質を変化させます。成分と温度における状態が鉄-炭素系２元状態図は、鋼の熱処理では、本来とは違った使い方をされている点などを説明しています。

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。

熱処理に用いられる加熱炉では、鋼を劣化させない真空設備や無酸化雰囲気の設備に変わってきています。自動化されていると言っても、色々な問題点はあるので、注意する必要があります。具体例を紹介しています。