熱処理炉で一般的に使用される不活性ガスは、アルゴン（Ar）、ヘリウム（He）、窒素（N2）である。これらのガスは個別に、あるいはAr/He、Ar/He/N2、N2/Heなどの組み合わせで使用されます。ガスまたは混合ガスの選択は、熱処理プロセスおよび処理される材料の特定の要件に依存します。
アルゴン は、天然に多く存在し、反応性が低いため、広く使用されている。特に熱処理工程中の酸化防止に効果的で、銅、黄銅、アルミニウムなどの非鉄金属の処理に適しています。アルゴンは、処理された金属の急速冷却にも使用され、加圧して炉内を循環させることで効率的に温度を下げることができる。
ヘリウム も熱処理に使用される不活性ガスである。ヘリウムはアルゴンに比べ産出量が少なく高価ですが、熱伝導性に優れています。この特性により、ヘリウムは精密な温度制御と迅速な熱伝達を必要とするプロセスに最適です。ヘリウムは、これらの特性を最適化するために、アルゴンや窒素と組み合わせて熱処理雰囲気に使用されることが多い。
窒素 (N2) は、ほとんどの鋼材と非反応性であり、鉄系材料の熱処理工程で一般的に使用されます。しかし、窒素の反応性は温度によ って上昇するため、高温用途では慎重な管理が必 要となる。窒素は、特に焼結や光輝焼鈍などの工程で、より不活性な雰囲気を作り出すために、他のガスと組み合わせて使用されることが多い。
熱処理炉における不活性ガスの選択とその組み合わせは、処理される材料の完全性と品質を維持するために極めて重要です。不活性ガスは酸化やその他の不要な化学反応を防止し、熱処理後も材料が望ましい特性を維持できるようにします。不活性雰囲気の使用は、材料の性能と信頼性が重要な自動車、航空宇宙、石油化学などの産業で特に重要です。
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