焼入れは、材料の機械的特性、特に硬度と強度を向上させるための熱処理プロセスです。このプロセスでは、材料を特定の温度まで加熱し、その後急速に冷却することで、より硬く安定した結晶構造を得ることができます。
機械的特性に対する硬化の影響は、次のように要約できる：
1.降伏強度の増加：硬化は材料の降伏強度の増加につながる。降伏強さとは、材料が永久変形することなく耐えられる最大応力のことである。降伏強度の増加により、材料は荷重下での変形に対してより強くなります。
2.表面硬度の増加：焼入れは、材料の表面硬度を著しく向上させる。表面硬度は、圧痕や引っかきに対する材料の耐性を示す尺度である。硬化は、摩耗や磨耗に耐える材料の能力を向上させる。
3.脆さの増加：硬化は材料の強度と硬度を向上させるが、同時に脆性も増加させる。脆性とは、材料が大きな変形を伴わずに破断する傾向を指す。硬化した材料は、特に衝撃や急激な荷重条件下で脆性破壊を起こしやすくなります。
4.強度と靭性の向上：焼入れは材料の強度と靭性を向上させるが、それは トレードオフの関係にある。材料の強度を高めると靭性が低下し、脆くなる可能性がある。このトレードオフを軽減するために、硬化された部品は、脆性を減少させるために焼戻しまたは引き戻しが必要になる場合があります。焼き戻しとは、硬化した材料を特定の温度まで再加熱し、その後ゆっくりと冷却することである。このプロセスは、材料の硬度、強度、靭性のバランスをとるのに役立つ。
5.磁気特性の向上：1008や316のようなある種の材料は、加工硬化させると磁性を得ることができる。しかし、特定のアニール処理を施すことで、これらの材料の透磁率を低下させることができる。
6.加工性と被削性の改善：焼入れは、以前の加工工程で生じた内部応力を取り除くことで、材料の加工性と被削性を改善することができる。材料が硬すぎて機械加工や曲げ加工ができない場合は、アニールや応力除去を行って硬度を下げることができる。同様に、機械加工中に材料が変形する場合は、応力除去または焼なましを施して変形を防ぐことができる。
7.耐摩耗性と耐久性の向上：焼入れは、材料の耐摩耗性と耐久性を大幅に向上させることができる。材料の表面（場合焼入れ）または全体（貫通焼入れ）のいずれかを硬化させることにより、材料はより強く、靭性が増し、耐摩耗性が向上する。これは特に、安価な鋼の耐久性を高めるのに有効である。
要約すると、焼入れは材料の降伏強度と表面硬度を高 めることによって、材料の機械的特性を向上させる。しかし、脆性も増加させるため、強度と靭性のバランスをとるために焼戻しなどの追加工程が必要になる場合がある。焼入れは、透磁率、加工性、耐摩耗性など、その他の特性にも影響を与えます。
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