鉄鋼の熱処理

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。

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。

火花試験をJISに沿ってやろうとすると、書いてある規格内容の理解だけでも大変ですが、2つの鋼材の比較をするのであれば、簡単にできる便利な試験です。熱処理品の中に異材が混入すると重大な損失になるので、知っておくと便利です。

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。

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。

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。

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。