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青熱脆性(せいねつぜいせい)  [s29]

鋼を300℃付近で加熱すると、引張強さなどの増加と伸び・絞りなどの値が低下して脆くなる現象を青熱脆性といいます。

一般的には、焼戻しなどはこの温度範囲を避けるほうが良いとされています。



青熱とは、磨いた鋼を300℃程度に加熱する時にみられる青色の焼戻し色で、これが現れるのは250℃~350℃程度であるので、このような呼び方をされます。(下の「焼戻し色」を参照ください)

鋼をこの温度に加熱すると、じん性値の低下などが生じる場合があるので、構造用鋼ではこの温度を避けるか、急冷するなどでこの温度範囲に停滞しないことを求められます。



【これ以降の内容は、一般的な考え方ではない部分もあり、参考程度に読み流してください】

教科書的には、構造用鋼などでは「焼戻し脆性対策」として、この温度域を避けることやこの温度域を早く冷却するという操作が奨励されてきました。

当社では近年は構造用鋼の熱処理が減っているうえに、この温度域を使用する品物もないので、特別に要求される以外は水冷などでこの温度域を急速に冷却することはほとんど行っていないのが実情です。

すなわち、この用語の意味や内容を知っているものの、それを意識した処理は行っていないのが現状です。

昭和50年代に、これらの「脆性」について注意が喚起されて、その温度を避けたり、急冷してその温度に停滞させないなどの熱処理のやり方がされていたのですが、現在の鉄鋼種は脱ガスや連続鋳造など製鋼技術の進歩で、当時とは比べ物にならないほど品位が向上しています。

脆性の原因と考えられる元素や介在物の量や偏析の程度は著しく改良されており、本当に現在でも、昭和年代のように、この脆性があるのかどうか、じん性低下などの問題があるのかどうかはよくわかっていません。

つまり、これらが紹介されている多くの文献は1970年代前後のものであり、その後の研究が進んでいるという話も聞きませんから、もしも熱処理条件(熱処理方法)を指定されているのならば、それに対応しなければなりませんが、特に指定がなければあまり真剣に考えないでいい・・・というように考えています。

当社は様々な工具鋼の熱処理を行っていますが、工具鋼についても、昭和年代には、社内の先輩からは、この脆性温度域を避けるということを指導されてきました。

しかし、実際の品物では、300~500℃の焼戻しで硬さを決めることがほとんどありませんでしたし、さらに、高硬さ品の機械試験を行うケースがほとんどないこともあって、この「脆性」については、懸念しているものの、よくわからないというのが実情です。

もちろん、高合金工具鋼などでは、この脆性温度域を急冷する・・・等の操作は行いません。すべて空冷ですが、鋼種的に焼戻し時の冷却方法が指定されるものもありますが、冷却時の「割れや変形」を考えると、急激な温度変化はさせたくない感じもします。

いろいろな工具鋼のシャルピー衝撃値の試験結果を見ても、この温度域でシャルピー値が急変するものも特に見られません。(残留オーステナイトの影響による変化のほうが大きいようです)

この脆性については、意識していないのか、その影響がないのか・・・などはわかりませんが、鋼種によっては、残留オーステナイトの影響で、この温度域でシャルピー値が逆に上昇するものなどもあって、どうも、今日では、この「脆性」という言葉の意味を理解しにくくなっている状況になっています。

青熱脆性は、「低温焼戻し脆性」と混同されて説明されることも多いようです。(用語の意味は違います)

最近の技術資料にはこれら『脆性』の記事をほとんど見ませんし、社内熱処理従事者の多くも、特にこれを意識して作業していないようです。

・・・ 以上の文章の内容は、技術的な説明になっていませんが、私としては、この「青熱脆性」という言葉は曖昧で、死語になってしまっていると思っています。

だから、上の「用語の意味」だけを知っている程度にとどめておいていいとおもっています。

【参考】焼戻し色
焼戻し色 日立金属の例
日立金属の資料「鉄鋼の焼戻し色」

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(来歴)H30.11 文章見直し  R2.4 CSS変更  最終R3.10に見直し

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