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焼鈍処理

焼鈍処理の概要

焼鈍(焼なまし)処理には多くの種類と目的がありますが、
主なものは以下の4つです。
1、鋼の軟化
2、内部応力の開放と除去
3、炭化物の球状化
4、成分元素や不純物の均一化
これらの目的に応じて焼鈍の方法(加熱、冷却)を選定します。

焼鈍処理の特徴

拡散焼きなましや完全焼きなまし、球状化焼きなまし、歪取り焼きなまし(応力除去)等があります。それぞれの目的や特徴は下記の通りです。

 

拡散焼きなまし
鋳鋼品あるいは連続鋳造により作製された鋼材では、凝固に基づく成分偏析が存在します。鍛造や圧延によって凝固時のデントライトは壊されますが、成分偏析を除去することはできません。
そこで一般的な均質化熱処理に相当するのが、拡散焼きなましです1050〜1300℃程度の高い温度で処理されます。これは原子拡散のしやすさが温度とともに指数関数的に早くなるので、なるべく高い温度のほうが有利だからです。しかし、このような高温では、オーステナイト相の結晶粒の粗大化も生じるので注意が必要です。一般的には鋳鋼品で行われ、Cの拡散と組織の均質化を目的としています。

 

完全焼きなまし
亜共析鋼(主として0.6%C以下)の鋼をAc3点より30〜50℃程度高い温度に加熱し、徐冷して鋼を軟化させる処理です。この熱処理の目的は被削性や冷間加工性の向上です。ここで温度を高くしすぎると、オーステナイト結晶粒が粗大化して靭性などを低下させることがあるので注意が必要です。

 

球状化やきなまし
セメンタイト相を球状化し、靭性を向上させるとともに、耐磨耗性を得ようとするのが球状化焼きなましの主目的です。なおパーライト組織はそれ自体はそれほど脆性ではありませんが、パーライト中のセメンタイト相を球状化させれば、さらに靭性が向上することとなります。

 

歪取り(応力除去)焼きなまし
歪取り(応力除去)焼きなましは、鍛造、機械加工、溶接などで生じた残留応力を除去する為におこなう処理で、A1変態点以下で行われます。低温焼きなましや、軟化焼きなましも含めて、A1点以下の450〜750℃で処理され、冷間加工で生じた加工硬化の除去や、再結晶化により軟化させることによって、被削性を向上させます。