γ(ガンマ)鉄       [k22]

純鉄は温度が変化すると、結晶構造や磁性が変化します。

純鉄は完全にFeだけの状態にするのが困難なことから、99.9%以上のFe合金は、慣習的に「純鉄」とされています。

Fe(純鉄)は、温度によって結晶構造が変わり、それをギリシャ文字によって次のような呼び方をつけて分類されています。

α(アルファ)鉄:キュリー点までの磁性を持つ体心立方状態
β(ベータ)鉄:アルファ鉄の磁性がなくなった状態
γ(ガンマ)鉄:非磁性で面心立方
δ(デルタ)鉄:常磁性で体心立方(α鉄と同じ)

このγ(ガンマ)鉄は、純鉄の温度をあげていった時に、それまで結晶構造が体心立方晶であったものが、910-1400℃程度の温度では面心立方晶に変わるのですが(これを熱処理では「変態」といいます)、この純鉄の安定した状態をγ鉄と呼びます。

工業製品などに用いられるために製造されている鉄合金のうちで、最も多く製造されているのは「鋼(はがね)」です。

鋼の性質は「炭素量」によって大きく変わるために、一般的には、鋼は「鉄と炭素の合金」という見方で捉えるのが一般的で、およそ2%程度までの鉄-炭素合金を鋼といいます。(およそ2%以上の炭素を含むものは「鋳物」に分類されます)

このことから、鋼の温度をあげて面心立方晶に変化した状態は「オーステナイト」と呼ばれて、この状態に温度を上げてから冷却速度を変える熱処理を行なうと、非常に広範囲に鋼の機械的性質(硬さなど)を変化させることができます。

下図は、炭素と鉄の合金の各温度における状態を示す「状態図」ですが、この図によって、焼入れや焼なましといった鉄鋼の熱処理温度などの説明をされます。、

スポンサーリンク


鉄-炭素2元系平衡状態図の例

上の図は鉄-炭素の2元平衡状態図の例です。

純鉄はほぼ炭素量がゼロ%のY軸に相当する組成で、A3点(図の911℃)からA4点(図の1392℃)の温度までの状態がγ鉄です。

また、この図にあるように、炭素などの固溶体(固体の状態で化合している状態)をオーステナイトと言い、この言葉は、「オーステナイトになった状態から焼入れする」・・・などのように、オーステナイトからその他に相変化させるのが主要な鋼の熱処理なので、この「オーステナイト」という言葉は、しばしば熱処理で取り上げられる重要な言葉です。

熱処理ではしばしばでてくる「オーステナイト」という用語ですが、その状態を表すために、「ガンマ(γ)」と表示されたり呼称される場合も多いようです。

その他、焼入れしてもマルテンサイトなどに変態(相変化)しないオーステナイトを、残留オーステナイト(Retained Austenite)と言い、γR(このように「R」は小さく書き、これを「がんまあーる」と呼称する人もいます)と表示されることもあります。

常温での残留オーステナイトは、他の焼入れ組織などの急冷組織よりも柔らかく、もちろん非磁性ですし、比較的不安定な状態のものが多く、これが多いと「好ましくない」場合が多いために、その対策として、焼戻しをするなどで安定化させたり消失させる処理をされることもあります。

オーステナイト系ステンレス鋼は低C鋼で、変態点(Mf点)を下げる合金元素(Cr、Niなど)を多く含む、常温でもオーステナイト状態の鋼で、非磁性で耐食性や低温特性に優れた鋼です。



↑記事のTOPに戻る


(来歴)H30.11 文章見直し  R1.8 見直し  R2.3 見直し

用語の索引一覧へ

あ行 あいうえお」
か行 かきくけこ
さ行 さしすせそ
た行 たちつてと
な行 なにぬねの
は行 はひふへほ
ま行 まみむめも
や行 やゆよ
ら行 わ行 らりるれろわ

スポンサーリンク


HP紹介

鉄鋼の熱処理全般について紹介
せん断刃物技術の基礎事項を紹介
第一鋼業のHPとお問い合わせはこちらから

↑記事のTOPに戻る