非鉄金属は様々な工程を経て硬化させることができますが、鉄鋼のような鉄系金属に使われる方法とは異なります。
非鉄金属を焼入れできる？4つの主な方法を解説
1.時効硬化
時効硬化は析出硬化とも呼ばれ、熱処理可能な非鉄合金特有のプロセスです。
鉄系金属とは異なり、これらの合金はフェライト変態を起こしません。
その代わりに、結晶粒界に溶質原子が析出することで硬化し、結晶母材を強化します。
このプロセスは温度に依存し、一般的に時間がかかり、溶体化処理後に制御冷却を行い、マトリックス内に微粒子を析出させる。
この方法は、アルミニウム、銅、マグネシウムなどの合金によく用いられる。
2.熱処理
熱処理は、非鉄金属を硬化させるために使用されるもう一つの方法である。
このプロセスでは、金属を特定の温度まで加熱した後、制御された速度で冷却する。
その目的は、金属の微細構造を変化させ、機械的特性を高めることである。
非鉄金属の場合、これには焼きなまし、焼き入れ、焼き戻しなどの工程が含まれる。
焼きなましは、硬度を下げ延性を高めることで、金属を柔らかくする。
焼き入れは金属を急速に冷却し、硬度と強度を高める。
焼戻しは、焼入れによって生じた脆さを減らし、硬度と靭性のバランスをとるために行われる。
3.局部焼入れ
特定の用途には、火炎焼入れや高周波焼入れのような局部焼入れ技術を採用することができる。
これらの方法は、部品の特定部分のみを焼入れ対象とし、材料の他の部分は変化させません。
これは、特定の部位に高い硬度が必要だが、他の部位には硬度が必要ない部品に特に有効である。
4.窒化
窒化は、低温で金属の表面に窒素を導入する表面硬化プロセスである。
このプロセスは、アルミニウムやチタンなどの非鉄金属に有効で、材料のコア特性に大きな影響を与えることなく、表面硬度を高め、耐食性を向上させます。
要約すると、非鉄金属は、その特性や用途に合わせた様々な方法で効果的に硬化させることができます。
これらの方法には、時効硬化、熱処理、局部硬化、窒化が含まれ、それぞれ硬度、耐摩耗性、耐久性の面で独自の利点を提供します。
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