金属の熱処理に関しては、使用する炉の雰囲気の種類が極めて重要である。
炉の雰囲気には主に発熱、吸熱、不活性の 3 種類があります。
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役割を果たします。
炉雰囲気の4つの主要タイプについて説明します。
1.発熱雰囲気
発熱性雰囲気は発熱反応を特徴とする。
ガスや空気の外部加熱を必要とせず、熱を発生させます。
金属熱処理時の表面酸化を防止する効果が高い。
鋼の加熱に使用される発熱雰囲気には、大きく分けて2種類あります：
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、粉末冶金の焼結に使用される。
混合ガスの炭素ポテンシャルは0.10%未満で、脱炭を避けるために低炭素鋼に適している。
脱炭は耐摩耗性の低下につながる。
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。
リッチ発熱雰囲気に比べ、あまり一般的に使用されない。
これは、一酸化炭素と水素の含有量が低いためで、酸化と脱炭を防ぐ能力に影響する。
2.吸熱雰囲気（クラス300）
吸熱雰囲気は、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で生成される。
その結果、一酸化炭素と水素を多く含む雰囲気になる。
これらの成分は、熱処理工程中の酸化や脱炭を防ぐのに効果的である。
特に、雰囲気組成の精密な制御を必要とする用途に有効である。
3.不活性雰囲気
不活性雰囲気には、アルゴン、窒素、ヘリウムなどのガスが含まれます。
これらのガスは、加熱される材料と反応しない。
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。
4.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、それほど重要でない用途で使用される。
クラス600
アンモニアをベースとした雰囲気で、アンモニアの特性が有益な特定の用途に使用されます。
例えば、ある種の窒化プロセスで使用されます。
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これらの雰囲気はそれぞれ、金属の熱処理において特定の目的を果たします。
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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