鋼鉄の熱処理は、数秒から60時間以上まで、処理時間が大きく変化するプロセスです。この変化は、特定の要件と処理される鋼鉄の種類によって異なります。このプロセスには、3つの基本ステップが含まれます。指定された温度まで加熱し、その温度で適切な時間保持し、所定の方法に従って冷却します。
4つの主要ステップ
1.加熱と浸漬
熱処理の最初のステップは、鋼材を特定の温度まで加熱することです。この温度は2400°F（1316°C）にも及ぶ。どの温度を選択するかは、鋼の種類と要求される特性によって異なります。例えば、300系オーステナイト系ステン レス鋼は1050～1150°Cに加熱されるが、400系 フェライト系ステンレス鋼は約900°Cの低温に 加熱される。
ソーク時間として知られるこの高温で過ごす時 間は、大きく異なる。迅速な処理では数秒、複雑な処理では60時 間以上という場合もある。浸漬時間は、必要な冶金反応を起こさせ、鋼材が望ましい組織と特性を得ることを確実にするため、非常に重要である。
2.冷却
浸漬期間の後、鋼材は特定の方法に従って冷却される。冷却工程は、硬度や靭性といった鋼の最終的な特性を決定するため、非常に重要である。例えば、300シリーズ・オーステナイト系ステンレス鋼の場合、オーステナイトの均一な過飽和固溶体を得るためには、急速冷却が不可欠である。冷却速度は約55℃/秒が必要で、炭化物 の析出を防ぐため、鋼を550～850℃の温度帯から 急速に除去する必要がある。
対照的に、400系フェライト系ステンレ ス鋼は、焼鈍組織を得るために、より緩やか な冷却プロセスを使用する。
3.特定の熱処理プロセス
鋼種によって、必要な熱処理工程は異なる。例えば、不活性環境で金属を硬化させる真空熱処理は、3時間から24時間かかる。この工程では、酸化やスケーリングを防ぐために真空チャンバー内で金属部品を加熱し、均一性と再現性を確保するためにコンピューターで制御します。
もうひとつの例は応力除去で、部品を特定の温度（材料によって異なる）に最低1時間加熱して内部応力を除去し、その後空冷する。
4.まとめ
まとめると、鋼材の熱処理に要する時間は、特定の工程、鋼材の種類、所望の特性によって、数秒から数時間、あるいは数日まで、大きく異なる場合があります。加熱、浸漬、冷却の各工程は、最終製品に最適な特性が得られるように調整されます。
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