第一鋼業株式会社~熱処理用語

ベイナイト焼入れ (べいないとやきいれ)  [h36]

じん性などを付加する目的で、冷却速度の調整や恒温処理によってベーナイト組織を得る焼入れ方法をいいます。

これについては、詳しい資料も少ないのですが、オーステンパー(熱浴などを用いて行なう熱処理)などもこれに属します。

ベイナイトは、マルテンサイトとパーライトの中間的な組織で、マルテンサイトが生成する温度(Ms点)直上で長時間の恒温処理(一定温度で保持してから冷却するなどの方法)をすると、下部ベーナイトが生成されます。

低合金鋼などをベイナイト組織にすると、同硬さであってもじん性が高いものになる場合は多いので、このような人為的な組織操作をすることによって、優れた特性を出すことができる熱処理の一つだと考えていいでしょう。

この項目は、本来の説明ではなく、最近しばしば耳にする「べーナイト焼入れは良くない・・・」というものについて説明します。


近年、「べーナイト焼入れは良くない」という言い方を聞くことがあります。

これは、上の優れた特性を得るための熱処理でがなく、「良くない熱処理」だという内容ですので、これを少し説明します。

ベーナイト組織になる焼入れとは、冷却速度が遅くなり、本来のマルテンサイト組織ではなく、冷却が遅い場合に見られるベーナイト組織が出現することで、それが、早期破壊の原因になっている・・・ という内容です。

SKD11の焼入れ冷却速度に伴う組織変化

これは、SKD61の焼入れ途中で、500℃以下の冷却速度(時間)を遅くしていった時の組織を比較した、日立金属の技術資料にあるものですが、ここには、焼入れ冷却時に、Ms点にかかるまでの時間が遅れると、マルテンサイト変態をせずに、ベーナイトに変態すると説明されています。

この場合は、焼入れ硬さもそれに連れて低下していきますし、シャルピー衝撃値も低下傾向になリます。

これを「ベーナイト熱処理になっている・・・」という言い方をされている場合があるのですが、少し誤解を招く表現のように受け取られる危険性があります。

焼入れ性の良い鋼種であっても、品物が大きくなると、冷却が遅くなり、完全なマルテンサイトでない状態になるのは当然ですので、説明のされ方や理解の仕方を間違うと困ったことになるので注意する必要があります。

品物が大きくなると、どんな焼入れ性の良い鋼種でも、冷却が遅くなり、焼入れ硬さも低下します。そのために、要求された硬さにするための焼戻し温度も変わってきます。・・・。

これは、熱処理の不具合ではなく、品物の大きさによるためのものです。

通常の品物を熱処理すると、カタログの値とは違う(特性が劣る)のが当然で、さらに品物が大きいとそれが加速されるのですが、それを、「ベーナイト焼入れ→冷却不良→熱処理が原因・・・」と、短絡的に考えられて説明されている場合にしばしば遭遇します。

短絡的に考えずに、真意を理解して、それが熱処理の問題なのか、もしそうなら、改善策を講じることができるかどうか・・・など、発展的に考えていかないといけません。

例えば、大きな品物の割れや変形を抑えて、さらに、指定された硬さに熱処理することが要求される場合には、あえて冷却の仕方を変える場合があります。

この場合は、部分的には、焼入れ時の冷却が遅くなるのですが、それを「早期破壊した」といって熱処理の責任にされると、大変困ります。

逆に、(一般の熱処理依頼品では行いませんが)自社製品では、空冷鋼を水焼入れする場合もあります。

もちろん、水冷すれば変形も大きいですし、変な応力状態になって割れてしまうなどの危険もありますが、組織や、その他を優先するなら、このような危険があってもそのような特殊な処理が必要になります。

このように、組織や特性を優先するか、変形などを重視するかで、熱処理の仕方は変わります。


以上、変な内容の説明になりましたが、本来の「ベーナイト焼入れ」は、ここに書いたような、「良くない熱処理」というものではなく、「ベーナイト組織になるようにして『じん性』などを増強する熱処理」ですので、注意ください。



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