焼きなましは、工業において材料の物理的、場合によっては化学的性質を変えるために用いられる熱処理プロセスである。
主な目的は延性を高め、硬度を下げて加工しやすくすることである。
このプロセスは、材料の破損につながる可能性のある内部応力を緩和し、より均一な内部構造を実現するために極めて重要である。
アニーリングには、回復、再結晶、粒成長の3つの主な段階がある。
これらの段階は、材料が再結晶温度以上に加熱され、適切な温度に一定時間維持された後、冷却されることで発生します。
5つの重要ポイントの説明
1.目的と用途
アニーリングは、主に加工硬化の影響を逆転させるために使用される。
加工硬化は、冷間成形、絞り加工、曲げ加工などの工程で発生する。
これらの加工は、それ以上の加工が困難になったり、割れにつながる可能性がある点まで材料を硬化させることがある。
焼きなましは材料を軟化させ、より延性に富み、さらなる成形に適するようにする。
また、溶接が凝固する際に発生する内部応力を除去するためにも使用される。
鋼のほか、銅、アルミニウム、真鍮などの金属も、加工性と構造的完全性を向上させるために焼きなましを受ける。
2.プロセスの詳細
焼きなましは、温度と雰囲気に基づく様々な特定の処理を包含する広い用語である。
このプロセスでは、材料を特定の温度に加熱し、一定時間保持した後、制御された速度で冷却する。
正確なパラメーター（温度と冷却速度）は、材料の組成と望ましい結果によって決まる。
これらの結果には、機械加工性の向上、冷間加工の容易化、機械的・電気的特性の向上、寸法安定性の向上などが含まれる。
焼鈍の具体的な種類には、完全焼鈍、応力除去などがあり、それぞれ特定の結果を得るために調整される。
3.炉の雰囲気と種類
炉の雰囲気は焼鈍プロセスで重要な役割を果たします。
熱処理の望ましい結果に応じて、雰囲気は変化します。
炉雰囲気の一般的な目的には、酸化の防止と表面の化学組成の制御が含まれます。
自動車、医療、鍛造、電気製造など、複雑な金属成形が必要な産業では、さまざまなタイプの炉が使用されます。
複数の作業量を同時に処理できるバッチ炉と、材料を連続的な流れで処理する連続炉が主なタイプです。
それぞれのタイプには、高温処理から冷却プロセスの精密制御まで、固有の用途と能力があります。
4.回収段階
回収は、焼鈍プロセスの最初の段階である。
この段階では、材料は再結晶温度以下の温度まで加熱される。
これにより、内部応力が緩和され、微細構造を変えることなく材料の延性がある程度回復する。
5.再結晶と粒成長
再結晶は、材料が再結晶温度以上に加熱されたときに起こる。
この段階では、ひずみのない新しい結晶粒が形成される。
結晶粒成長は再結晶の後に起こり、新しく形成された結晶粒はより均一な内部構造を達成するために大きくなります。
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