前回のブログで、熱処理の3段階として、金属を設定温度まで加熱し（加熱段階）、その温度で一定時間保持し（浸漬段階）、金属の種類や求める特性によって異なる方法で常温まで冷却する（冷却段階）について説明しました。 この記事では、鉄鋼が今日受ける4つの基本的な熱処理、すなわち焼鈍、正規化、硬化、焼き戻しについて説明します。
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Kloeckner社は、さまざまな熱処理鋼パートナーと協力して、お客様の仕様に合った品質の部品を提供します。
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Heat Treatment Steel.Kloecknerは、熱処理鋼板のパートナーとして、お客様の仕様に合った高品質の部品を提供しています。 アニーリング
アニーリングの目的は、硬化の逆を行うことです。
適切な予熱段階がない場合、溶接によって金属の温度が不均一になり、常温の部分の隣に溶けた部分ができることがあります。 このような状況では、溶接によって金属が弱くなることがあります。溶接部が冷えるにつれて、内部応力が発生し、硬くてもろい部分ができてしまうのです。 このような問題を解決し、内部応力を緩和する方法のひとつが焼きなましである。
鋼の焼きなまし
鋼やその他の鉄金属を焼きなましして最高レベルの延性を得るには、金属を適切な温度までゆっくり加熱して浸し、何らかの断熱材に埋めるか、単に炉のスイッチを切って炉と部品を一緒にゆっくり冷やすかして、ゆっくりと冷却しなければなりません。 低炭素鋼の場合はできるだけ高い焼きなまし温度が必要で、炭素が増えると焼きなまし温度は下がります。 焼きなましについての詳しい説明は、「焼きなましガイド」をご覧ください。
熱処理 鋼。
焼準の目的は、熱処理、機械加工、鍛造、成形、溶接、または鋳造による内部応力を除去することです。 金属の破損は、制御されていない応力から生じることがあるので、硬化の前に鋼を正規化することは、プロジェクトの成功を保証するのに役立ちます。
焼鈍 & 焼ならしの違いは何ですか？
焼ならしは、鋼鉄などの鉄系金属にのみ適用されます。 しかし、熱処理工程にはもう一つ重要な違いがあります。焼ならしの場合、金属をより高い温度に加熱した後、炉から取り出して空冷します。
焼準鋼は焼鈍鋼より強度が高い。 高強度と高延性を併せ持ち、焼きなまし鋼よりも靭性が高い。 衝撃に耐える、または外部応力に抵抗するために最大限の靭性を持つ必要がある金属部品は、通常、焼鈍よりも焼ならしを行うことをお勧めします。
焼ならしは空冷なので、金属の質量は冷却速度と得られる部品の硬度レベルの重要な決定要因です。 焼ならしの間、薄い部品は空気中で速く冷却され、厚い部品よりも硬くなります。
熱処理鋼：焼入れ
焼入れの目的は、単に鋼を硬くするだけでなく、より強くすることである。 残念ながら、焼入れにはプラス面ばかりではありません。 焼入れは強度を高める一方で、延性を低下させ、金属をよりもろくしてしまうのです。 焼入れの後、焼き戻しをしてもろさを取り除く必要があるかもしれません。
ほとんどの鋼材を硬化させるには、最初の2段階の熱処理（低温加熱の後、一定時間浸して温度を一定にする）を行いますが、3段階目は違います。 金属を焼入れする場合、水や油、塩水などに突っ込んで急冷する。
鋼に合金を加えると、焼入れに必要な冷却速度が低下します。 冷却速度が遅くなると、割れや反りの心配が少なくなるという利点もあります。 炭素鋼の硬度は炭素の含有量に依存し、0.80%までは炭素の含有量に比例して硬化する能力が高くなる。 0.80％を超えると、硬いセメンタイトが形成されるため耐摩耗性を高めることはできますが、硬度を高めることはできません。
鋼に合金を加えて硬度を上げると、炭素の焼き入れ能力も上がって強化されます。 つまり、最高レベルの硬度を得るために必要な炭素含有量は、普通炭素鋼よりも合金鋼のほうが低いのです。 その結果、合金鋼は一般に普通炭素鋼よりも優れた性能を発揮します。
炭素鋼を硬化させる場合、鋼は1秒以内に1000°F以下に冷却されなければなりません。 しかし、いったん鋼に合金を加え、炭素の効果を高めると、その制限時間は1秒を越えて長くなります。 そうすると、規定の硬度を得るために、より遅い焼入れ媒体を選択することができるようになるのです。
一般に、炭素鋼は塩水や水で、合金鋼は油で焼き入れを行います。 残念ながら、焼入れは高い内部応力を発生させる工程であり、鋼を緩和するために、焼戻しをすることが一つの選択肢となる。 部品が冷える直前に、200°Fの温度で焼入れ槽から取り出し、空冷するのである。 室温から200°Fまでの温度範囲を「クラッキングレンジ」と呼び、焼入れ媒体の中の鋼材を通過させないようにする。 焼き戻しについて詳しくはこちら
Heat Treatment Steel: 焼戻し
ケースでもフレームでも、金属を硬化させ、そのプロセス特有の急冷後に内部応力を導入すると、鋼は必要以上に硬く、かつ脆くなりすぎることがよくあります。 その答えは、鋼を焼き戻ししてその脆さを減らし、内部応力を除去または緩和することかもしれません。
焼戻し中は。
- 鋼を硬化温度以下の設定温度に加熱
- その温度で指定時間保持
- 鋼を冷却（通常は空気中）
これがよく知られているように聞こえるならば、そのとおりです！は、鋼の硬化を抑制するために、鋼を加熱し、その温度で鋼を冷却します。 焼き戻しは、熱処理と同じ3つの段階からなります。 主な違いは、焼き戻しの温度と、硬度、強度、そしてもちろん延性への影響です。
鋼鉄部品を焼き戻すと、硬化によって生じた硬度を下げ、特定の物理的特性を発現させることができます。 焼入れの後には必ず焼き戻しが行われますが、焼き戻しは脆さを減らす一方で、鋼を軟らかくする作用もあります。 残念ながら、焼き戻しによる鋼材の軟化は避けられない。 しかし、焼戻しの際の温度によって、失う硬さの量をコントロールすることができるのです。
他の熱処理工程である焼鈍、焼ならし、焼入れは常に金属の上臨界点以上の温度で行われますが、焼き戻しは常にそれ以下の温度で行います。
焼き入れした鋼を再び加熱する場合は212°Fから焼き戻し、下臨界点に近づくまで続けます。 好みの硬さや強度を選ぶために、焼戻し温度をプリセットすることができる。 焼き戻しの時間は、部品の厚さが1インチ以下の場合は最低1時間、1インチ以上の場合は厚さが1インチ増えるごとにもう1時間追加すればよい。
焼き戻しによる冷却速度は、ほとんどの鋼材に影響を与えない。 焼戻し炉から鋼鉄部品を取り出したら、通常、正規化工程と同じように静止した空気中で冷却します。 しかし、すべての異なる熱処理工程と同様に、このブログ記事の範囲を超えているいくつかの違いがあります。
焼戻しに興味があるなら、焼戻しは焼入れによる内部応力を緩和し、脆性と硬度を下げ、450°Fの温度までは焼入れ鋼の引張強度を実際に高めることができることだけは知っておいてください；450°Fを超えると引張強度は低下します。
Kloecknerは、さまざまな熱処理鋼のパートナーと協力し、お客様の仕様に合った高品質のパーツを提供しています。 全国にあるプレート、バー、シートの在庫から、ターンキーで熱処理された製品を提供します。 熱処理に関するご要望は、クロエックナー・ルイヴィル社または電話（678）259-8800までご連絡ください。
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