熱処理は、金属の機械的特性を向上させるために不可欠である。これらの処理は、金属の微細構造を変化させることで機能し、強度、靭性、延性、耐摩耗性、耐腐食性に影響を与えます。
機械的特性を向上させる4つの主な熱処理
1.制御雰囲気熱処理
制御雰囲気熱処理は、制御された環境で部品を加熱した後、 急冷する処理である。この処理によって金属の微細構造が変化し、強度、靭性、耐摩耗性、耐食性が向上する。制御された環境は、金属がその特性を劣化させる可能性のある空気中の酸素や他の元素と反応しないことを保証するため、非常に重要である。
2.焼きなまし
焼きなましは、材料を「柔らかい」状態に戻し、加工性を高めて機械加工や溶接をしやすくするために行われる。この工程では、金属を特定の温度まで加熱した後、ゆっくりと冷却する。これにより、内部応力が緩和され、材料がより延性に富み、もろくなくなる。アニーリングは、以前の工程で硬化した材料に特に有効で、亀裂や破損を生じることなく、再形成やさらなる加工が可能になる。
3.焼ならし
焼ならしとは、材料の組織を均質化し、全体的に一貫した機械的特性を確保するための工程である。これは、金属を焼きなましよりも高い温度に加熱し、空気中で冷却することによって達成される。その結果、結晶粒組織が微細化し、材料の強度と靭性が向上する。焼ならしは、溶接や鍛造の後に結晶粒組織を微細化するためによく使われるが、そうしないと特性が不均一になることがある。
4.応力除去
応力除去は特に溶接部品や機械加工部品に適しており、歪みを最小限に抑え、鋼を正常化するのに役立つ。この工程では、焼鈍や焼ならしよりも低い温度まで金属を加熱し、その後ゆっくりと冷却する。主な目的は、使用中に歪みや故障の原因となる残留応力を緩和することである。応力除去は、重要な成形や形成工程を経た部品の寸法安定性を維持するために不可欠である。
これらの熱処理工程はそれぞれ、金属の機械的特性を向上させる上で重要な役割を果たします。加熱と冷却のプロセスを注意深く制御することで、メーカーは、強度や靭性の向上、延性の改善、耐摩耗性や耐腐食性の向上など、特定の要件を満たすように金属の特性を調整することができます。これらの処理は、金属が意図された用途の応力に耐え、長期にわたって完全性を維持できるようにするために不可欠です。
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