低炭素鋼は、マルテンサイトを形成するのに十分な炭素含有量がないため、焼入れを行うことができない。
焼入れは、材料を特定の温度まで加熱した後、急冷する熱処理プロセスである。
この急冷は焼入れとも呼ばれ、材料の内部構造を変化させ、より硬く耐摩耗性を高める。
低炭素鋼の炭素含有量は0.25%未満で、マルテンサイトを形成するには十分ではない。
マルテンサイトは、炭素原子が鉄の結晶格子に捕捉されることで形成される硬くて脆い相である。
十分な炭素がなければ、低炭素鋼はこの変態を起こすことができず、したがって硬化させることができない。
一方、鋼、ベリリウム銅、アルミニウムのような材料は、熱処理によって硬化させることができる。
これらの材料は、炭素含有量が高いか、他の合金元素を含んでいるため、加熱して急冷するとマルテンサイトを形成することができる。
チタンやインコネルなどの他の熱処理可能な合金も、析出硬化によって硬化させることができます。析出硬化では、結晶粒界での核生成が結晶マトリックスを強化します。
焼入れは、材料の強度、靭性、耐摩耗性、耐久性を向上させるために用いられる。
材料が高荷重に耐え、磨耗や破損に抵抗し、寸法安定性を維持する必要がある用途でよく採用される。
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、材料の内部構造が変化し、より硬く安定した結晶構造になる。
焼き入れ工程は、焼き入れに不可欠な工程である。
材料を焼入れ炉で目的の温度まで加熱した後、その温度で一定時間、通常は厚さ1インチにつき1時間保持する。
これにより内部構造が変化する。
その後、材料と希望する特性に応じて、油、空気、水、塩水などの媒体を用いて材料を急冷、つまり焼き入れする。
全体として、低炭素鋼は炭素含有量が不十分なため硬化させることができませんが、鋼、ベリリウム銅、アルミニウムなどの他の材料は、加熱、温度保持、焼入れを含む熱処理工程を経て硬化させることができます。
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