完全焼なまし (かんぜんやきなまし)    [k21]

【用語の意味】
組織調整と軟化のために、A1変態点直上で加熱した後に徐冷する処理。

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【関連する用語】
 軟化焼なまし 拡散焼きなまし 球状化焼なまし
【補足説明】

焼なましの種類には、完全焼なまし、球状化焼なまし、低温焼なまし(応力除去焼なまし)、拡散焼なましなどがある。

完全焼なましはA1変態以上に加熱して炉冷(炉の中でゆっくり冷やす)することで鋼を軟化させることと説明されることもあるが、厳密には、下図のオレンジ色の部分のように、A3線 からA1線に沿った温度の30℃から50℃程度直上の温度で行う。

完全焼なましの目的は、軟化と結晶粒の調整で、一般的にはおよそ300HBを超えると機械加工がしにくくなるので軟化する必要がある。構造用鋼は様々な硬さの状態で流通しているが、工具鋼では完全焼なましされた状態で販売されているのが通例である。

そして、A1変態点直上の温度にすることでオーステナイト化するときに結晶粒が小さく均一に調整されるので、品質面では重要な熱処理である。鋼種ごとの焼なまし温度はJISやカタログなどに記載されている温度で行う。

SUJ(ベアリング鋼)では、さらなる品質向上のために球状化焼なましが必須である。これは、層状の炭化物(セメンタイト)を球状に分散させることで、完全焼きなまし以上に軟化・均質化させることで焼入れ焼戻しする製品の長寿命化に寄与する。

高合金工具鋼などは完全焼なましをすることで自然に炭化物が球状化するので、完全焼なましと球状化焼なましは同じ意味にとっていい。

高炭素高合金鋼には完全焼なましをしても300HB以下にならない鋼種もある。焼なまし硬さが高いと、機械加工性が良くない。特に高耐磨性の鋼種はカタログなどで焼なまし硬さを確認しておくとよい。

焼なましの不具合はメーカー製品ではほとんどみられないが、再鍛造品などでは十分に硬さが落ちていない場合もある。きっちりとした温度で加熱されていれば、原因は冷却条件が不適当であるだけなので、その後の低温焼なましで軟化できるが、そうでない場合は、完全焼なましをやり直す必要がある場合もある。

鉄-炭素2元系平衡状態図の例

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