鉄鋼の熱処理

鋼は熱処理することで強度（強さ）を調節します。強度は硬さと相関があります。硬くて強くする熱処理は「焼入れ焼戻し」です。構造用鋼などの強さを増すための熱処理は、調質といわれます。これらの、焼入に関する用語の一部を紹介しています。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

熱処理での不具合の「変形」を取り上げています。熱処理の加熱冷却中に熱と変態による体積膨張収縮がおこり、それが変形、割れ、経年変化などの問題を引き起こします。本質的には避けられないものですが、熱処理変形の原因と対策を説明しています。