マスエフェクト      [m01]

質量効果(mass effect)のことです。

熱処理では、品物の形状が大きくなるにつれて冷却速度が遅くなり、焼が入りにくく(硬化しにくく)なることなどを説明するときに、たとえば「マスエフェクト(質量効果)で焼きが入らない・・・」「充分に硬さが出ないのはマスエフェクト(質量効果)によるもの」などのように表現されます。

ただ、具体的にこれを数値で表すということはあまりありません。


scm435熱処理温度曲線図1

鋼材のカタログやにある図のような熱処理試験のデータは、φ15以下の小さな試験片を用いて試験されたものです。

下図はφ25~100の焼入れ硬さとそれを焼戻しした時の硬さの一例です。SCM435の質量効果を説明する図図2

このように、鋼材径が大きくなった場合は、表面硬さや焼戻し硬さは低くなっています。これが「質量効果の影響で十分な表面硬さがえられない」などということですが、ここでさらにすこし考えてみましょう。

これらの図では、しばしば、ブリネル硬さとロックウェル硬さなどのように、硬さ表示が違っている場合が多いので、硬さを合わせることから始めます。

例えば、550℃で焼戻しした時の両方の図の硬さの違いを見たい場合には、硬さ換算表を利用して硬さ値を合わせます。

換算テーブルの一例

この図は、硬さ換算の一例ですが、図1での550℃焼戻し硬さは320-380HBの間なので、例えば、350HBとすると、HRC換算値は37.5HRCですが、図2のφ25の550℃焼戻し硬さは35HRC程度であることから、図1の試験片はそれ以下の径の試験片であることがわかりますね。

そして、もしも図のように38HRCの硬さが必要な場合は、焼戻し温度を下げてやる必要があるということがわかります。


実際の熱処理操作では、質量効果(品物の大きさの影響)による硬さ低下は必ずありますので、品物の焼入れ硬さを測定して、これらの表を用いて、その差異から目標硬さに対する焼戻し温度をきめるという操作をします。

もちろん、焼入れした状態で、すでに、要求する硬さになっていない場合もあります。


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