焼戻しとは、鋼の脆性を減らし靭性を高めるために、焼入れに続いて行われる熱処理工程である。
焼戻しの条件は、鋼を変態範囲以下の特定の温度に加熱することである。
この温度は通常300°Fから1382°F（150°Cから750°C）の間である。
加熱後、鋼は制御された方法で冷却される。
この工程で鋼の微細構造が変化する。
焼入れ中に形成された硬く脆いマルテンサイトを、トルースタイトやソルバイトのような柔らかく強靭な組織に変化させます。
効果的な焼戻しのために考慮すべき5つの重要な要素
1.温度範囲
焼戻しは、鋼の変態範囲以下の温度で行われる。
選択される具体的な温度は、鋼の最終的な特性に依存する。
低い温度（300 °F から 400 °F または 150 °C から 200 °C程度）では、硬度と強度は高くなるが、靭性は低くなる。
より高い温度（約1100 °F～1382 °F、600 °C～750 °C）では、靭性と延性は高くなるが、硬度は低くなる。
2.加熱方法
セラミックまたは石英の発熱体を備えた炉を用いて、鋼を焼戻し温度まで均一に加熱する。
これらの炉は熱の均一性と正確な温度制御を保証し、一貫した結果を得るために極めて重要です。
特に鋼の特性を向上させるために精密な加熱と急速な冷却（焼き入れ）が必要な場合は、真空炉も焼き戻しに使用できます。
3.保持時間
焼戻し温度に達した後、鋼はその温度で一定時間保持される。
これにより、ミクロ組織の変化が材料全体に均一に起こります。
保持時間は数分から数時間まで、鋼部品のサイズや種類によって異なる。
4.冷却工程
焼戻し熱処理の後、鋼材は制御された方法で冷却されます。
酸化や脱炭を防ぐため、空気中や保護雰囲気中で冷却されることが多い。
冷却速度は通常、焼入れ段階よりも遅く、硬さと靭性の望ましいバランスを達成するのに役立ちます。
5.組織変化
焼戻し中、焼入れ中に形成された硬いマルテンサイトは分解を受ける。
焼戻し温度が低いと、マルテンサイトはトルースタイトに変化し、より硬く、より強くなるが、まだ脆い。
焼戻し温度が高くなると、この変態はソルバイトの形成につながり、強度は低下しますが、延性と靭性が著しく向上します。
目的と用途
焼戻しの主な目的は、十分な硬度と強度を維持しながら、焼入れによってもたらされる脆さを緩和することです。
このため、工具、金型、構造部品など、耐摩耗性や耐衝撃性が要求される用途に適しています。
焼戻し時の温度、時間、冷却速度を注意深く制御することで、鋼の機械的特性を特定の用途要件に合わせて調整することができ、耐久性と機能性の両方を確保することができます。
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