焼入温度
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グレード |
焼入れ温度（℃） |
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S70℃ |
790-850 オイル焼入れ |
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S60C |
800-860 水冷式 S55C |
800-860 水冷 |
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S45C |
800-850 水冷 |
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S15C |
800-860 水冷 |
共通焼入・焼戻し性状 鋼種一覧
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特殊鋼の熱処理環境と注意点
熱処理の概要 炉の温度と材料 プレ-ト-ト処理と雰囲気
焼入れ 焼戻し 焼鈍
1. 熱処理概要
ほとんどすべての冷延特殊鋼帯は、用途に応じて適宜焼入れ、焼戻しを行います。
これらの熱処理を行う場合の留意点は、
(1) 適切な条件で均一に加熱、冷却すること、
(2) 脱炭、スケール、高温腐食をできるだけ防ぐこと、
(3) 焼入変形を少なくする焼入方法を選択すること、などです。
2.炉の温度と材料の温度
熱処理を行う場合、熱処理炉の温度を測定し、材料を加熱する温度として使用されます。 しかし、材料の実際の温度と測定された炉の温度との間に大きな差やばらつきがあることがある。 そのため、温度特性を十分に調査し、それに応じた温度管理や熱処理工程の変更を行う必要があります。
3 前処理と雰囲気
冷延特殊鋼帯の処理では、炭素量が多いほど脱炭が発生しやすく、炭素量が多いほど脱炭が起こりやすくなります。 特に焼入れなどの高温加熱工程ではその危険性が高くなります。
材料にゴミや異物が付着していると、高温腐食が発生することがあります。 そのため、熱処理前に材料表面の洗浄や炉の雰囲気調整などの前処理を行う必要がある。 炉内雰囲気は、焼入れ時はRXガス、焼き戻し時はNXガスが標準であるが、N2、H2、AXガス等も使用される。 また、中性塩浴炉、金属浴炉、炉心管、ケースなどを使用して、材料が直接空気に触れないようにする場合もある
4. 焼入れ
多くの場合、上表の焼入れ温度範囲の中点付近の値を焼入れ温度として使用する。 この温度は、材種、寸法、形状、要求特性、焼入れ方法によって、数十秒から数分間維持される。 焼入れ条件は、製品の特性に大きな影響を与える。 焼入れ温度が高すぎたり、長時間維持したりすると、結晶粒が大きくなり、靭性が低下し、脱炭の危険性が高くなる。 一方、焼入れ温度が低すぎたり、保持時間が短かったりすると、製品が硬化せず、ソフトスポットが発生する可能性がある。
材料の冷却には通常油か水が使われる。 水焼き入れは油焼き入れに比べ硬化は良いですが、焼き入れによる変形や割れなどの問題が発生しやすくなります。 このため、特殊な場合を除き、冷延特殊鋼帯は油焼入れを行う。
焼入れ変形を避けるために、油温を高くしてマルテンパリングを行う。 特殊な場合は塩浴や金属浴で焼入れを行います（オーステンパリング）。 リボン状や単純な形状の場合は、スツールクエンチ、プレスクエンチなどが行われます。 焼戻し
焼入れした材料は硬い割に靱性がなく、もろい。 このため、靭性や強度のある材料に仕上げるには、焼戻しを行う必要がある。
冷延特殊帯鋼の場合、使用材料が少なく、焼戻し作業を連続して行うことが多いため、場合によっては（特に靭性が必要な場合）長い焼戻し時間を用いることがある。 しかし、多くのメーカーは、数分以内の短い焼戻し時間を用いることが多いようです。 また、連続焼戻しの性質上、時間が短い場合は温度を少し高めに設定し、繰り返し焼戻しを行っている。 ただし、一般的に低温で長時間焼きを入れたものは、高温で焼きを入れたものよりも靭性が高くなる。 したがって、必要以上に焼戻し炉を短くしたり、焼戻し温度を高くしたり、焼戻し時間を短くしたりしないように注意する。 焼戻しに油浴、金属浴、塩浴を用いると、露天焼戻しに比べて時間を短縮することができる。
一般鋼種の焼入れ・焼戻し特性をグラフに示す。 焼鈍
材料を軟化させたり変形を取り除くために焼鈍することが行われている。 このような用途では、焼鈍温度は600℃〜700℃が適当である。温度が高すぎると組織が変化し、脱炭やスケーリングが起こる可能性があるので、一般に低温側を選択することが望ましい。
600℃〜700℃の温度を数分から30分維持し、その後材料を200℃付近まで徐々に冷却する。 200℃以下では自然冷却させることも可能です
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