焼戻しは、焼入れ硬化または焼ならしされた鉄合金の機械的特性を向上させるために使用される重要な熱処理工程である。材料を変態範囲以下の温度に加熱してから冷却することで、焼戻しは脆さを減らし、内部応力を緩和し、延性と靭性を向上させます。このプロセスにより、トルースタイト（300～750°Fで生成）やソルバイト（750～1290°Fで生成）といった特定の微細構造が形成され、鋼の強度と延性に直接影響する。焼戻しには、低、中、高の3つの主なタイプがあり、使用される温度範囲とその結果得られる材料特性によって区別されます。
キーポイントの説明
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焼戻しの目的:
- 焼戻しは、焼入れ鋼の脆性を減らし、延性を高めて割れを生じにくくするために行われる。
- 焼入れ時の急冷による内部応力を緩和し、寸法安定性と機械的性能の向上を実現します。
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温度範囲と微細構造:
- 低温焼戻し (300-750°F):トルースタイトを形成し、硬度と靭性のバランスが取れた微細構造。この温度域は、高い表面硬度と適度な延性を必要とする用途に最適です。
- 中温焼戻し (750-1290°F):十分な強度を保ちながら、延性と靭性を向上させる粗いミクロ構造のソルバイトを生成。この範囲は、中程度の応力を受ける部品に適しています。
- 高焼戻し (1290°F以上):延性と靭性は最大だが硬度は低い。この範囲は、高い耐衝撃性と柔軟性を必要とする部品に使用されます。
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焼戻しタイプの用途:
- 低温焼戻し:表面硬度が重要な切削工具、金型、ベアリングによく使用される。
- 中庸焼戻し:強度と靭性のバランスを必要とするスプリング、ギア、アクスルなどの構造部品に適用される。
- 高焼戻し:クランクシャフトやコンロッドなど、高い耐衝撃性が要求される重機械部品に適している。
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冷却方法:
- 加熱後、鋼材は通常、所望の特性と特定の合金に応じて、空気中または油中で冷却されます。制御された冷却は、所望の微細構造の形成を確実にし、内部応力の再導入を防ぎます。
3種類の焼戻しとそれぞれの温度範囲を理解することで、メーカーは、特定の用途に最適な硬度、強度、延性の組み合わせを達成するために熱処理プロセスを調整することができます。この知識は、装置や消耗品の購入者が性能要件を満たし、長期的な信頼性を確保できる材料を選択するために不可欠です。
総括表
| 焼戻しタイプ | 温度範囲 | 微細構造 | 主要特性 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| 低焼戻し | 300-750°F | トルースタイト | 高硬度、中程度の延性 | 切削工具、金型、ベアリング |
| 中温焼戻し | 750-1290°F | ソルバイト | 強度と靭性のバランス | スプリング、ギア、アクスル |
| 高焼戻し | 1290°F以上 | 粗いミクロ組織 | 最大限の延性と靭性 | クランクシャフト、コネクティングロッド |
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