金属を硬化させる2つの主な方法は、通し焼入れとケース焼入れである。
通し焼き入れ は、金属片全体を特定の温度まで加熱した後、通常、油、水、または空気中で急冷します。このプロセスは金属の断面全体に影響を与え、硬度と強度を均一に高めます。変態は急冷によって起こり、結晶構造をより硬い形に安定させる。この方法は、炭素含有量の多い金属で、全体を硬化させる必要がある場合に適しています。
ケース焼入れ は、金属の表面に焦点を当て、硬く耐摩耗性のある外層を形成する一方で、より柔らかく強靭なコアを維持します。これは、浸炭、浸炭窒化、窒化、軟窒化などのさまざまなプロセスによって達成される。たとえば浸炭では、金属を炭素の多い環境で加熱し、炭素を表面に拡散させる。その後、濃縮された表面層を硬化させるために急冷される。この方法は、延性はあるが、多くの用途には十分な硬度がない低炭素鋼に最適である。
どちらの方法も、制御された加熱と冷却プロセスによって微細構造を変化させることで、金属の機械的特性、特に硬度と耐摩耗性を向上させることを目的としている。貫通焼入れは一般的に、金属全体に均一な硬さが必要な場合に使用され、一方、表面硬さと芯部靭性のバランスが必要な場合は、ケース焼入れが好まれます。
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