熱処理は、冶金学および金属加工における重要なプロセスである。熱処理は、材料（主に金属）の物理的、場合によっては化学的特性を変化させるために行われる。この工程では、硬度、延性、応力緩和などの特定の特性を得るために、加熱と冷却を制御します。
熱処理工程に不可欠な4つのステップ
加熱
熱処理工程の最初のステップは、材料を特定の温度まで加熱することです。この温度は、組織変化の程度を決定するため非常に重要である。例えば焼きなましでは、材料を軟化させ延性を向上させるため、再結晶温度以上の温度に加熱する。この温度は、応力除去のための比較的低い値から、ある種の鋼の焼入れのための2,400°F (1,315°C)のような非常に高い値まで、様々である。
保持
目標温度に達した後、この温度で一定時間保持します。この保持時間により、材料全体に熱を均一に分布させることができ、一貫した微細構造の変化が保証される。保持時間は、材料のサイズ、成分、適用される特定の熱処理によって、数秒から数時間まで、大きく異なる場合があります。
冷却
冷却工程は、材料の最終的な特性を決定する重要な工程です。冷却の速度と方法は、微細構造、ひいては材料の硬度、延性、その他の機械的特性に大きく影響します。様々な冷却方法には、空冷、油焼き入れ、水焼き入れ、制御された雰囲気や塩浴での冷却などがあります。それぞれの方法によって冷却速度が異なるため、最終的な特性も異なります。
オプションの焼戻し
特定の用途、特に硬度と靭性のバランスを必要とする用途では、焼戻しと呼ばれる追加工程が行われます。焼戻しでは、硬化した材料を低温まで再加熱し、ゆっくりと冷却します。この工程により、内部応力と脆性が低減され、硬度を大きく損なうことなく材料の靭性が向上する。焼戻しは一般的に焼入れの後に行われ、硬化した材料が過度に脆くなるのを防ぎ、全体的な性能を向上させるために不可欠です。
これらの各工程は、材料とその用途の特定の要件を満たすように調整されます。熱処理工程（焼きなまし、焼き入れ、焼き入れ、応力除去など）の選択は、材料の最終的な特性に依存し、その最終特性は製品の最終用途に依存します。これらのステップを理解し制御することは、熱処理された材料に望ましい機械的・物理的特性を実現するために不可欠です。
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