焼入れは、鋼を高温から急速に冷却して硬化させるための熱処理工程である。この処理により、オーステナイト相がマルテンサイト相に変化し、より硬く脆くなります。
焼入れに適した4つの主な鋼種
1.高速度鋼、高炭素鋼、高クロム鋼
これらの鋼は真空環境でのガス焼入れに適している。ガス焼入れは、真空中で加工材を加熱した後、窒素などの高純度中性ガスで満たされたチャンバー内で冷却する。この方法は、焼入れプロセスに不可欠なマルテンサイト形成の臨界冷却速度を低くできることから選択される。
2.中炭素合金鋼
中炭素合金鋼は通常、「焼き入れと焼き戻し」として知られるプロセスを用いて処理される。これは鋼を変態範囲以上に加熱した後、急冷することを含み、多くの場合オイルクエンチを使用する。高温からの急冷は、オーステナイトをマルテンサイトに変態させるために極めて重要である。焼き入れの後、鋼を低温に再加熱し（焼き戻し）、脆さを減らし、硬度と靭性の望ましいバランスを達成する。
3.非鉄金属
焼入れに関連する主な材料は鋼ですが、アルミニウムやベリリウム銅のような非鉄金属も、硬度を高めるために同様のプロセスを経ることができます。これらの材料は加熱された後、通常油中で急速に冷却され、結晶構造を変化させ、機械的特性を向上させる。
4.一般的な考察
鋼や金属の種類に関係なく、焼入れ工程の後には、マルテンサイト変態によってもたらされた脆性を減らすために焼戻し工程が行われる。焼戻しでは、焼入れされた材 料を低温に再加熱し、炭素の一部をマルテンサイトか ら拡散させることで、硬度は低下するが靭性は向上 する。焼入れと焼戻しの具体的な温度と時間は、特定の材料と望ましい最終特性に合わせて調整されます。
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