予熱（よねつ） ［y17］
変形防止や加熱時の温度均一性を増す目的で、目的の加熱温度以下のある温度に加熱保持することを「予熱する」といいます。
予熱は段階的に加熱することですが、これによって、大きな品物の加熱中の各部の温度差を小さくして変形を予防する効果があります。
この図は、SKD61のφ300ｘ1000の丸棒を大気炉で1030℃に加熱したときの中央の表面と中心温度をシミュレーションしたものです。
これによると、加熱中にオーステナイト変態が起こる750～850℃程度の温度域では、100℃程度以上の温度差があることがわかります。
未変態の状態では、熱膨張の差から加熱中の変形が起きますし、変態すると寸法が収縮しますので、変形はかなり複雑な経緯をたどることになります。
特に大きな品物ではこれを避けるために一定温度で保持するのが「予熱」です。
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予熱温度は、変態点や焼入れ温度を考慮して、それ以下の温度にして品物を保持して品物の温度を炉音になじませます。
できれば、なるべく多段階で昇温するのがいいのですが、変態温度前後の温度で予熱されることが多いようです。
もちろん、予熱をすることで加熱時間が増すために、操業時間が伸びますし、コストもかかります。
熱処理変形は冷却時の変形が最も多いので、過剰な予熱は必要ないという考え方もあります。
私の勤務していた第一鋼業（株）では、焼入れ温度によって予熱温度を変えており、予熱をする場合でも1段の予熱がほとんどで、機械構造用鋼などでは予熱なしの場合も多く、その反対に、1100℃を超えるソルトバスでは、乾燥～予熱～予熱～本熱 と段階を踏んだ加熱をしています。
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