鋼の熱処理（第一鋼業編） INDEXのページ

はじめに
このHPはかなりのボリュームの内容で鋼の熱処理について解説しています。
このページはこのHPの全体を簡単にまとめて紹介しています。

鋼と熱処理

鋼（はがね）は鉄と炭素の合金で、大きな特徴は、熱処理をすることによって、手で簡単に曲げられる状態から刃物のように非常に硬いものまで変化することができるところにあります。

炭素量が2％以上と非常に多くなると、鋼ではなく「鋳物（いもの）」に分類されて、鋼のような熱処理効果はなくなります。

TVなどで日本刀の焼入れのシーンを見られた方も多いと思いますが、白装束姿で作業する姿で行う熱処理は、神様の住む世界の所作のようです。

しかし、現在の熱処理は温度、時間、操作法を押さえれば特に難しいものではなく、自動化が進んでいますので、作業も、特殊なものではありません。

ただ、はじめての方には、わかりにくい熱処理用語やたくさんの鋼種があるので、非常にとっつきにくいものかもしれません。

熱処理の説明では、見えないところでの組織の変化などを扱った内容が多いので、ここではできるだけ教科書的にならないように説明をしていきます。

鋼の熱処理を理解するには

このHPをご覧の方の目的は、「簡単に『熱処理』を知りたい」という方が多いと思います。細部の詳細説明に進む前に、簡単な説明で大まかに把握ください。

「熱処理」

英語で　heattreatment　といい、まさに「熱による処理」で、熱を操作して、鋼の性質を変えることを言います。

鋼は熱を加えると結晶構造が変化し、その冷却の仕方で、さらに結晶構造や組織変化が起き、それに伴って、いろいろな特性が得られます。

特性の変化は、主に、機械的性質と科学的性質の変化で、焼入れ・焼戻しという操作で強度を変化させて、刃物や工具に適したものに変化させたり、ステンレス鋼のように錆びにくい鋼にするための溶体化処理など、様々な熱処理の方法があります。

鉄鋼の熱処理は、大きく　①一般熱処理　と　②表面熱処理　に分けて説明されることが多いようです。

ここでは、一般熱処理の　硬く強くする「焼入れ・焼戻し」、柔らかく加工しやすくする「焼なまし」、耐食性を付加するための「固溶化熱処理」などを説明しますが、特に重要な、鋼を硬く強くする「焼入れ焼戻し」については、詳しく説明しています。

もう一方の表面熱処理も自動車部品等、いろいろなところで行われています。ここでは、「浸炭」「高周波焼入れ」「窒化」などを簡単に説明しています。

「鋼種」

鉄に炭素を化合させると、硬くなる性質がでてきます。さらに、鉄以外の合金元素を加えると、いろいろな性質が付加されます。それらを適当量を加えて、目的に応じて、様々な鋼種がつくられています。

鋼種とそれを使用する目的によって、熱処理の方法（仕様）が変わります。

鋼種に応じた熱処理方法（仕様）は、カタログやJIS規格などに掲載されていますが、このHPでは、それらの基本になる考え方を説明します。

さらに、性質や性能などの評価のための試験（検査）や設備や不具合なども熱処理を考えるためには必要ですので、それらを含めると、かなりのボリュームになりますが、すべてを知る必要もない場合は、記事を拾い読みしてもいいでしょう。

自動化が進んだ現在の熱処理

一昔前までは、熱処理、鍛造、鋳造などの火を扱う仕事は「3K（きつい・きたない・きけん）」の代表でした。それが今では、加熱炉の無人化や自動化が進み、加熱・冷却などの一連の熱処理工程は、設備（加熱炉）の内部で自動的に行うようになってきて、熱処理の作業などを紹介しようとしても、下に紹介している動画のように、赤くなった品物を扱う作業（場）は少なくなってきています。

ここでは、あえて赤くなった品物を見てもらって、熱処理作業を知っていただくためにこれらを紹介します。
（リンクをクリックするとYUTUBEの動画を見ていただくことができます）

（1）ソルトバスでの焼入れ
（2）縦型炉での型鋼の焼入れ風景