焼入れは、特定の機械的特性を得るために材料を急速に冷却する熱処理プロセスである。
この特性には、硬度の向上、変形や腐食に対する耐性などが含まれる。
このプロセスは鉄系合金に特に有効で、金属を著しく硬化させることができます。
5つのポイント
1.急速冷却
急冷は、材料を特定の温度、通常は相変化温度のすぐ上の温度まで加熱することを含む。
この加熱により、材料内の化学元素の拡散が可能になる。
水、油、または高圧雰囲気への浸漬などの方法によって達成される急速冷却は、非常に重要です。
拡散した元素を結晶構造内に閉じ込め、材料を素早く固化させるのに役立つ。
2.機械的特性の向上
急速な冷却プロセスにより、材料の結晶網目内に張力が形成される。
化学元素の封じ込めに起因するこれらの張力は、材料の機械的特性の向上に寄与する。
例えば、鉄系合金の場合、焼入れによって硬度が大幅に向上し、材料の変形や摩耗に対する耐性が高まります。
3.雰囲気制御と真空焼入れ
酸化を防ぎ、材料の完全性を維持するために、焼入れは制御された雰囲気または真空中で行うことができる。
例えば真空焼入れでは、真空炉を使用して酸素のない環境で材料を加熱するため、材料は酸化せず、光沢を保つことができる。
また、この方法では冷却速度を精密に制御できるため、材料の特性の均一性を高めることができる。
4.油焼き入れの段階
焼入れ油を使用する場合、通常、蒸気段階、沸騰段階、対流段階の3段階を経る。
最初は、加熱された部品の周りに蒸気ブランケットが形成され、冷却プロセスを遅らせる。
焼き入れが進むにつれて、部品は沸騰段階と対流段階を経て、冷却速度が増し、最終的に部品が硬化する。
5.焼入れ後の処理（焼戻し）
焼入れ後、材料は脆性を減らし、急冷による応力を除去するために焼戻しを受けることがある。
この追加工程は、焼入れによって達成された硬度と、延性や靭性といった他の望ましい特性とのバランスをとるのに役立ちます。
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