鋼を硬化させると、確かに寸法が変わる。このプロセスでは、鋼を特定の温度まで加熱した後、急速に冷却します。焼き入れとして知られるこの急冷は、鋼の微細構造を変化させ、硬度と耐摩耗性を高める。しかし、このプロセスは、材料の不均一な収縮により、鋼の歪みや寸法変化を引き起こす可能性もあります。
焼入れすると寸法が変わる？理解すべき4つのポイント
1.加熱と焼き入れプロセス
鋼を高温（通常1500°F～1600°F）に加熱すると、鋼の高温相であるオーステナイト相に変化します。このオーステナイト相をマルテンサイト相（鋼の硬くて脆い相）に変化させるために、急冷（焼き入れ）が行われます。この高温相から低温相への急激な変態は、大きな内部応力と不均一な収縮を引き起こし、寸法変化につながる。
2.焼入れによる寸法変化
焼入れ時の不均一な冷却により、鋼材の一部が他の部分よりも収縮し、反りや歪みが生じることがある。特に複雑な形状や断面積が大きい場合、冷却速度が部品によって大きく異なる可能性があります。
3.歪みを管理する焼入れ後の工程
焼入れ後、鋼はしばしば焼戻しされ、硬度と脆性を低下させます。焼戻しには、鋼を低温に再加熱することが含まれ、これにより内部応力が緩和され、寸法が安定します。局部焼入れ（火炎焼入れまたは高周波焼入れ）や窒化などの技術は、全体的な寸法の変化を最小限に抑えながら、部品の特定部位を焼入れするために使用されます。これらの方法は表面を選択的に硬化させ、部品全体の形状や寸法への影響を軽減する。
4.材料特性への影響
焼入れは鋼の硬度と耐摩耗性を高める一方で、脆さをもたらすこともあります。硬度と靭性のバランスは非常に重要であり、寸法を大きく変えることなくこのバランスを調整するために、その後の焼戻し工程が用いられます。
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