浸炭(しんたん)             [s22]

【用語の意味】
鉄鋼表面の炭素量を増すために、浸炭剤または浸炭雰囲気中で加熱すること。最近は、焼入れ処理まで同時に行うことが多い(浸炭焼入れ・直接焼入れ
【補足説明】

品物の表面部の鋼中の炭素濃度を高める方法が「浸炭」で、古くは黒炭中に品物を入れて加熱して深い浸炭層を得る「固形(固体)浸炭」が行われていた。固形浸炭では浸炭処理をして、再度過熱して焼入れする方法が行われていたが、近年では、炭素濃度を高めた雰囲気中で浸炭し(「ガス浸炭」)、それを表面の成分に合わせて温度を調節(下げて)して、そのまま焼入れする方法がとられる。(これを「直接焼入れ」という)

浸炭部分は共析組織(約0.85%C)に近い炭素量にすることが多いので、浸炭用の材料は、炭素量が0.2%程度以下の鋼が適しており、炭素鋼または低合金鋼が用いられる。

芯部と表面部の適正焼入れ温度が異なるので、過去にはそれぞれの焼入れ温度に合わせた「2段焼入れ(芯部に合わせた焼入れ温度の高い焼入れをしたのちに、浸炭部分の焼入れをする方法)」が行われていたが、温度や炭素濃度管理が適正に行われるようになったために、浸炭温度から温度を下げて表面部の温度に合わせて焼入れする「直接焼入れ」をしても特性の劣化が少ないため、近年では、この方法が主流になっている。

しかし高い温度で浸炭されることで、残留オーステナイトによる硬さ不良や経年変化が問題になることもある。

浸炭の方法には、ガス浸炭のほか、近年は、真空にして浸炭する「真空浸炭」や真空状態でグロー放電を利用する「プラズマ浸炭(イオン浸炭)」などもあり、過去に行われていた固形(固体)浸炭や液体浸炭は行われなくなってきている。


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