第一鋼業株式会社~熱処理用語 2次硬化

二次硬化   (にじこうか)      [n05]

低合金鋼では焼入れ後の焼戻しでは、焼戻し温度を上げるにつれて硬さは低下していきますが、CrやMoなどを多く含む高合金鋼などでは、500℃程度以上の焼戻しで再硬化する現象が見られます。これを二次硬化といいます。


SKD11(SLD)の熱処理曲線

左図はSKD11(SLD)の熱処理曲線です。

クロムCrやモリブデンMoを多く含む高合金鋼(ダイス鋼や高速度鋼マルエージング鋼など)は、500℃程度の温度で再硬化します。これを2次硬化といいます。

これが生じる原因は、素地に溶け込んだ合金成分が凝集して炭化物となるためと説明されています。

SKD11では、この図のように、2次硬化では、低温焼戻しの硬さを超えませんが、高速度工具鋼などで、焼入れした状態の硬さ(これを焼入れ硬さという)よりも焼戻しした後のほうが硬さが高くなる鋼種もたくさんあります。

2次硬化する鋼種では、焼入れして1回目の焼戻しの際に、およそ400℃から550℃程度の温度で残留オーステナイトが分解~炭化物の凝集析出による硬さ上昇があり、さらに焼戻しの冷却過程では、マルテンサイトやベイナイトなどへの変化が進行します。

このために、焼入れ時に残留オーステイトが多く残る鋼種(ダイス鋼や高速度鋼など)では、2次硬化が生じるこの温度域での焼戻しは、①充分に保持時間をとり、②必ず2回以上の焼戻しを繰り返して行う・・・という必要があります。

また、熱間工具鋼や高速度工具鋼(ハイス)では、高温での特性を活かすために、2次硬さの特性を利用します。

これらの鋼は、工具が高温になってもそれに耐えるように、残留オーステナイトが完全に分解する560℃以上の焼戻しをしますが、これによって、品物が焼戻し温度近くになるまでは硬さ変化や組織変化が起きないので、高温での強度が保たれるということになります。

通常の250℃程度以下の焼戻しを「低温焼戻し」、500℃以上の焼戻しを「高温焼戻し」と呼んで区別する場合もあリます。



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