炉の雰囲気には主に発熱雰囲気、吸熱雰囲気、不活性雰囲気がある。それぞれのタイプは、金属熱処理プロセスにおいて特定の目的を果たす。
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発熱雰囲気:発熱反応が特徴で、ガスや空気を外部から加熱することなく熱を発生させます。金属熱処理時の表面酸化防止に有効である。鉄鋼の加熱に使用される発熱雰囲気には2種類ある：
- リッチ発熱:この雰囲気の公称組成は、N2=71.5%、CO=10.5%、CO2=5%、H2=12.5%、メタン(CH4)=0.5%である。通常、鋼の焼戻し、銅や銀のろう付け、焼きなまし、粉末金属の焼結に使用される。混合ガスの炭素ポテンシャルが0.10%未満であるため、耐摩耗性の低下につながる脱炭を避けるために低炭素鋼に適している。
- リーン発熱:この雰囲気の公称組成は、N2=86.8%、CO=1.5%、CO2=10.5%、H2=1.2%である。一酸化炭素と水素の含有量が低く、酸化と脱炭を防止する能力に影響するため、リッチな発熱性雰囲気に比べてあまり使用されない。
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吸熱雰囲気（クラス300）:この雰囲気は、触媒を含む加熱チャンバーに燃料と空気の混合物を加えることによって作られる。一酸化炭素と水素を多く含む雰囲気になり、熱処理時の酸化や脱炭を防止する効果がある。雰囲気組成の精密な制御を必要とする用途に特に有用である。
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不活性雰囲気:アルゴン、窒素、ヘリウムなど、加熱される材料と反応しないガス。熱処理中の酸化やその他の化学反応を防ぐために使用される。不活性雰囲気は、酸素やその他の反応性ガスが存在すると有害となる可能性のあるデリケートな材料やプロセスに特に有効です。
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その他の雰囲気:
- クラス200:窒素ベースから二酸化炭素と水蒸気を除去した基本的な雰囲気。一般的に、シンプルでクリーンな雰囲気が要求される重要度の低い用途で使用されます。
- クラス600:この雰囲気はアンモニアをベースとしており、ある種の窒化処理など、アンモニアの特性が有益な特定の用途に使用されます。
これらの雰囲気はそれぞれ、金属の熱処理において、要求される結果と処理される材料の特性に応じて、特定の目的を果たす。雰囲気の選択は、望ましい冶金特性を達成し、加熱プロセス中の不要な反応を防止する上で非常に重要です。
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