2種類のアニーリングとは何ですか?完全アニーリングとプロセスアニーリングの説明

アニーリングは、材料 (通常は金属) の物理的特性、場合によっては化学的特性を変化させ、延性を高め、硬度を下げて加工しやすくするために使用される熱処理プロセスです。このプロセスには、材料を特定の温度に加熱し、その温度で一定時間保持した後、ゆっくりと冷却することが含まれます。アニーリングの主なタイプは次の 2 つです。 完全焼なまし そして プロセスアニーリング 。完全焼鈍では、材料をその上限臨界温度以上に加熱し、その後ゆっくりと冷却して結晶粒構造を微細化し、内部応力を緩和します。一方、プロセスアニーリングは低温で実行され、通常、微細構造を大きく変えることなく、さらなる冷間加工のために材料を軟化させるために使用されます。

重要なポイントの説明:

完全焼鈍:
- 意味: 完全焼きなましでは、金属をその上限臨界温度 (鋼の場合は Ac3) を超えて加熱し、通常は炉内でゆっくりと冷却します。このプロセスにより、材料は完全にオーステナイト化され、均一なオーステナイト構造に変化します。
- 目的：完全焼鈍の主な目的は、微細な結晶粒組織を生成し、延性を改善し、鋳造や機械加工などの前の製造プロセスによって引き起こされた内部応力を軽減することです。
- 温度範囲: 鋼の場合、完全焼鈍は通常 816°C ～ 927°C (1500°F ～ 1700°F) の温度で行われます。
- 冷却速度: 材料は、新しい粒子構造が安定し、内部応力がないことを保証するために、多くの場合炉内でゆっくりと冷却されます。
プロセスアニーリング:
- 意味: プロセス焼鈍は、下限臨界温度 (鋼の場合は Ac1) より低い温度で実行されます。圧延や絞りなどの冷間加工プロセス中に加工硬化した金属を柔らかくするためによく使用されます。
- 目的: 中間焼鈍の主な目的は、冷間加工により硬くなりすぎたり脆くなった材料に延性を回復させ、亀裂や破損を生じさせることなくさらに加工できるようにすることです。
- 温度範囲: プロセスアニーリングは通常、鋼の場合 538°C ～ 649°C (1000°F ～ 1200°F) の温度で行われます。
- 冷却速度: 完全焼鈍に比べてプロセス焼鈍では冷却速度はそれほど重要ではなく、多くの場合材料は空冷できます。
他の種類のアニーリング:
- 完全アニーリングとプロセスアニーリングが 2 つの主要なタイプですが、他にも次のような特殊なアニーリングプロセスがいくつかあります。
  - 未臨界アニーリング: Ac1 温度のすぐ下で実行されるこのプロセスは、微細構造を大きく変えることなく材料を軟化させるために使用されます。
  - 等温アニーリング: 材料を特定の温度まで冷却し、さらに冷却する前に微細構造を安定させるためにその温度に保持することが含まれます。
  - 球状化焼鈍: 微細構造内に球状または球状の炭化物を生成するために使用され、これにより被削性が向上し、脆性が軽減されます。
アニーリングの段階:
- 回復: 結晶構造内の転位が移動できる温度まで材料を加熱し、内部応力を緩和する最初の段階。
- 再結晶化: 高温では、冷間加工プロセスで生じた変形した粒子に代わって、新しい歪みのない粒子が形成され始めます。
- 粒子の成長: 材料を高温に長時間保持すると、新しく形成された粒子が大きくなる可能性があり、これは特定の用途にとっては望ましくない場合があります。
アニーリングの応用例:
- 完全焼鈍: ギア、シャフト、構造部品など、高延性と低硬度が要求される鋼部品の製造によく使用されます。
- プロセスアニーリング: ワイヤー、シート、チューブの製造など、金属に広範囲の冷間加工が行われる業界でよく使用されます。

要約すると、完全焼鈍とプロセス焼鈍の 2 つの主要なタイプの焼鈍は、異なる目的を果たし、材料に望ましい結果に基づいて適用されます。完全焼鈍は結晶粒構造を微細化し内部応力を緩和するために使用され、一方、加工焼鈍は加工硬化した材料の延性を回復するために使用されます。これらのプロセスを理解することは、特定の用途に適切な熱処理方法を選択するために重要です。

概要表:

アニーリングの種類	目的	温度範囲	冷却速度
完全焼鈍	結晶粒構造の微細化、延性の向上、内部応力の緩和	816°C – 927°C (1500°F – 1700°F)	ゆっくり冷却（多くの場合炉内）
プロセスアニーリング	加工硬化した材料の延性を回復します	538°C – 649°C (1000°F – 1200°F)	空冷またはそれほど重要ではない冷却