焼戻しとは、材料の硬度を下げ、より延性に富み、もろくなくする熱処理工程である。
このプロセスは、通常、焼入れのようなプロセスで硬化した材料に適用され、高硬度だが脆い状態になることがある。
回答の要約 焼戻しは、硬化した材料を臨界点以下の温度に加熱し、ゆっくりと冷却することによって硬度を下げます。
このプロセスにより、内部応力が緩和され、硬いマルテンサイトの一部がフェライトやセメンタイトのような柔らかい組織に変化するため、脆さを減らしながら靭性と延性を高めることができます。
焼戻しはどのように硬度を下げるのか？プロセスを理解するための4つの重要なステップ
1.初期硬化プロセス
焼入れ工程では、鋼を高温（通常900℃以上）に加熱した後、水または油で急冷します。
この急冷により高温組織が固定され、非常に硬く脆いマルテンサイトが形成される。
2.焼戻しの目的
焼入れ後の鋼は、マルテンサイトの含有量が高いため、非常に硬いが、非常に脆く、応力下で割れやすい。
焼戻しは、この脆さを緩和し、材料の靭性を向上させるために導入される。
3.焼戻しプロセス
焼戻しでは、硬化した鋼を臨界点以下の温度（最終的な特性にもよるが、通常は200℃～650℃）まで加熱する。
この加熱により、マルテンサイト内に炭素原子が拡散し、内部応力が減少し、マルテンサイトの一部がフェライトやセメンタイトなどの柔らかい組織に変化します。
その後、材料を徐冷することで、これらの柔らかい組織が安定化する。
4.材料特性の調整
焼戻しの温度と時間は、硬度、強度、靭性の間の望ましいバランスを達成するために調整することができます。
焼戻し温度が高いほど、または焼戻し時間が長いほど、柔らかく靭性の高い材料になり、温度が低いほど、または焼戻し時間が短いほど、元の硬度がより保たれます。
5.強度と靭性のトレードオフ
焼戻しによって材料の硬度が下がり、靭性が増す一方で、トレードオフの関係にあります。
素材が靭性を増すと、一般的に硬度と強度の一部が失われる。
このバランスは、特定の用途に対する材料の適合性を決定する上で極めて重要である。
結論として、焼戻しは熱処理において重要なプロセスであり、マルテンサイトの脆く硬い組織を、より延性のある靭性の高い材料に変化させます。
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