熱処理におけるコンタミネーションとは、加熱処理中に金属合金の表面で起こる化学反応を指す。
これらの反応により表面特性が変化し、硬度や軟度が不均一な部品になることがある。
これらの反応は通常、酸素や窒素などの空気中に存在する反応性元素にさらされることによって引き起こされます。
このような問題を軽減するため、熱処理工程では制御された雰囲気や、窒素、アルゴン、溶融塩などの非反応性環境を採用することが多い。
しかし、このような制御された環境であっても、残留不純物がわずかな変色を引き起こすことがあります。
適切な温度管理と適切な冷却方法の使用も、過度の粒成長や脆性といった望ましくない結果を防ぐために極めて重要です。
熱処理におけるコンタミネーションとは？(5つのポイントを解説）
1.熱処理中の化学反応
熱処理中、金属合金は高温にさらされます。
そのため、周囲の空気中の元素と化学反応を起こすことがあります。
これらの反応により、部品の他の部分と比較して硬さや柔らかさが著しく異なる金属表面層が形成されることがあります。
この凹凸は、処理された金属の完全性と性能を損なう可能性がある。
2.制御雰囲気熱処理
このような化学反応を最小限に抑えるため、熱処理環境の空気を非反応性雰囲気に置き換えることが多い。
これには、窒素やアルゴンのようなガス、または不要な反応を防止するように設計された特定の混合ガスを使用することができる。
制御雰囲気熱処理として知られるこの方法は、処理プロセス全体を通じて金属の望ましい特性を維持するのに役立つ。
3.溶融塩の使用
汚染を抑制するもう一つの方法は、非反応性の溶融塩の浴を使用することである。
この方法は効果的ではあるが、非常に低レベルの不純物が混入し、金属がわずかに変色することがある。
にもかかわらず、溶融塩浴は、表面反応を最小化する制御された環境を作り出すための実行可能な選択肢である。
4.温度と冷却の制御
熱処理では、加熱温度と冷却プロセスの適切な制御が不可欠です。
温度の変動は、過剰な結晶粒成長、金属 の軟化や脆弱化、逆に脆化のような望ましくない結 果につながる可能性がある。
冷却方法も、ガス、塩、空気、油のどれを使用するかにかかわらず、材料の種類と望ましい結果に基づいて慎重に選択する必要がある。
5.汚染の影響
熱処理中の雰囲気が制御されていないと、重大な問 題につながる可能性がある。
これらの問題には、不合格部品による金銭的損失、生産工程における時間の浪費、汚染された部品が発見されずに使用された場合の潜在的な安全リスクなどが含まれる。
さらに、不適切な管理によって炉が損傷したり、従業員が負傷したりすることもあります。
まとめると、熱処理における汚染は、管理された雰囲気、慎重な温度管理、適切な冷却技術の使用によって軽減できる重要な問題です。
これらの対策は、処理された金属が望ましい特性を維持し、表面化学反応による悪影響を確実に回避するのに役立ちます。
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