ベイナイト         [h35]

焼入れなどでパーライトが生成する冷却温度より遅いか、マルテンサイトが生成する冷却温度より早いときに生じる、パーライトとマルテンサイトの中間的な組織です。

または、恒温変態させる場合の、パーライトとマルテンサイトの中間の組織がベイナイトでが、これらのはっきりした組織の違いは顕微鏡組織をみてもわかりにくいものです。

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>恒温変態曲線での恒温熱処理の説明図

この図は共析鋼のS曲線の例ですが、恒温変態での保持温度によって生じる組織の種類が示されています。

この状態は、鋼種(成分)によって組織や機械的性質は大きく変わるのですが、これらの組織境界(どちらの組織というのか)ははっきりとは決まっていませんし、決めることも曖昧で難しいものです。

共析鋼の油冷組織 共析鋼のツルースタイト組織

適当な写真がないのですが、上左は、共析鋼の油焼き組織で、焼戻しマルテンサイトとツルースタイト(トゥルースタイト)のような組織で、右は焼入れ焼戻しツルースタイト組織のようですが、普通の熱処理では、このような組織になりますので、「これがベイナイト組織です」というものを探したのですが、見つけられませんでした。

炭素鋼の焼入焼戻しでは、ベイナイトという組織は出現させることが難しく、恒温変態を利用した熱処理では、上図のような状態になる・・・と説明されていますが、このベイナイト組織を得ると、「じん性が高い鋼が得られる」という表現もあるのですが、詳しい数値もよくわかりません。
そして、それが、優れた熱処理で、標準的な熱処理方法になっていないので、どのようなもので、どういうものなのかという理由や特性もよくわからないのですが、もう少しこのあたりが研究されてもよさそうなのに・・・と思っています。

余談ですが、焼入れ性の良い工具鋼分野では、冷却速度が遅くて、マルテンサイト変態しない場合に、小さな試験片の焼入れとは違った組織になるのですが、それを「ベイナイト組織」と称されることがあります。(恒温変態曲線でも、下に書いているZwとして示されますが)このような状態になると、「じん性が低下した、あまり好ましくない組織」と評価されることも多いのですが、品物が大きくなると、焼入れ冷却速度は低下するのは当たり前なので、そのあたりの試験研究を進めてほしいと熱望していたことがあります。

これらの恒温熱処理によって得られる組織と、通常の焼入れによって得られる組織の違いと、(合金鋼など、焼入れ性の高い鋼の)焼入れ時に生じる残留オーステナイトの量や出現の仕方などが研究されていくと、この「恒温処理」におけるベイナイト処理は、特徴のある特性が得られる可能性が潜んでいるような気もしませんか?


ベイナイトの英語はBainite です。
余談ですが、私が学生の頃に「S曲線の奥まった部分、つまり『Bay(湾、入江)』の部分でできる組織」だと教えられた記憶があり、その記号は「Zw」で表す(この図では、ベイナイトはBですが)・・・というように習ってきました。

これは、熱処理論が盛んだった昭和年代の話ですが、今、Wikipediaを見ると、このZwに関する異論(Zwの意味でベイナイトを用いるのは適切でない・・・とある)についてが書いてあリます。
これらも、一つの考え方だと思いますし、ただ、熱処理は、研究が遅れていると感じていたのですが、私達が過去に学んだ頃から、少しは熱処理分野も進歩しているのだなぁ~と、少し安心もしました。



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(来歴)H30.11 文章見直し

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