熱処理4:焼入れ、焼戻し、焼ならし、焼鈍

- May 27, 2019-

熱処理4:焼入れ、焼戻し、焼ならし、焼鈍

 

まず、焼入れ

焼入れとは何ですか?

鋼の焼入れは鋼の1つが臨界温度Ac3(亜共析鋼)またはAc1(過共析鋼)より高い温度に加熱され、ある期間の間熱保存し、次いで臨界冷却以上にオーステナイト化の全体または一部を行う。 Ms以下のマルテンサイト等温付近(またはMs)またはベイナイト変態の熱処理プロセスの低温での急速な低温の速度 一般に、アルミニウム合金、銅合金、チタン合金、強化ガラスその他の材料の固溶化処理または急冷処理を伴う熱処理工程は焼入れと呼ばれている。

 

焼入れの目的:

 

1)金属製品または部品の機械的性質を向上させる。 例:工具、ベアリングなどの硬度と耐摩耗性の向上、スプリングの弾性限界の向上、シャフト部品の総合的な機械的特性の向上など
2)特殊鋼の材質や化学的性質を改善する。 ステンレス鋼の耐食性の向上、永久磁石鋼の増加など

 

急冷媒体の合理的な選択だけでなく、正しい急冷方法、一般的な急冷方法、主に一液急冷、二液急冷、急冷、等温急冷、局所急冷の必要性に加えて、急冷冷却。

淬火3

3.鋼鉄工作物は焼入れした後次の特徴があります:

(1)マルテンサイト、ベイナイト、残留オーステナイトおよび他の不平衡(すなわち、不安定な)組織が得られた。
(2)大きな内部応力がある。
(3) 機械的性質が要求を満たすことができません。 したがって、焼入れ後の鋼製ワークピースは一般に焼戻しによるものです。

 

第二に、焼き戻し

焼戻しとは何ですか?

 

金属木材または特定の温度への加熱部分の焼入れ後の焼戻し、ある方法での一定時間後の焼入れ後の処理工程および焼戻しの冷却に続いて通常はワークピース熱処理もまた行われる。手順の最後に、したがって最終処理として知られている焼入れと焼戻しのプロセスの組み合わせを持っています。

焼入れ焼戻しの主な目的は次のとおりです。

1)内部応力を減少させ、脆さを減少させる。適時の焼き戻しではしばしば変形またはひび割れさえも発生させないなど、焼入れ部分にはかなりの応力および脆性がある。
2)様々なワークピースの異なる性能要件を満たすために、ワークピースの機械的性質、焼入れ後のワークピース、高硬度、脆性を調整し、焼き戻し、硬度、強度、可塑性および靭性によって調整することができる。
3)ワークサイズを安定させてください。 将来の使用において変形が起こらないことを確実にするために焼き戻しすることによって金属組織構造を安定化させることができる。
4)いくつかの合金鋼の切削性能を向上させる。

 

焼戻し効果は次のとおりです。

 

(1)組織の安定性を向上させ、それにより、プロセスの使用中のワークピースがもはや組織変態を起こさず、その結果、ワークピースの幾何学的寸法および性能が安定したままになる。
(2)工作物性能および工作物形状寸法の安定性を改善するために、内部応力を除去する。
(3)使用の要件を満たすために鋼の機械的性質を調整します。

 

焼戻しがこれらの効果を有する理由は、温度が上昇すると、原子の活性が増強され、鋼中の鉄、炭素および他の合金元素の原子がより迅速に拡散されて、原子の再配置および組み合わせが達成されるからである。不安定な不平衡構造を安定した平衡構造に徐々に変換する。内部応力の解消は、温度が上昇したときの金属強度の低下にも関連している。 一般鋼の焼戻し、硬さと強度の低下、塑性の向上 焼戻し温度が高いほど、これらの機械的性質の変化は大きい。 合金元素の含有量が多い合金鋼は、特定の温度範囲で焼戻しすると、微細な金属化合物が析出し、強度と硬度が上昇します。 この現象は二次硬化と呼ばれる。

 

焼戻し要件:用途の異なるワークピースは、使用中の要件を満たすために異なる温度で焼戻しする必要があります。

(1)切削工具、ベアリング、浸炭部品、焼入れ部品、表面焼入れ部品、しばしば250℃以下の低温焼戻し。 低温で焼戻しした後、硬度はほとんど変化せず、内部応力は減少し、そして靭性はわずかに増加する。
(2)焼き戻し温度の下で350〜500℃でスプリング、高弾性と必要な靭性を得ることができます。
(3)炭素構造用鋼部品には通常500〜600℃の高温焼戻しで作られており、強度と靭性を適切に得るために。

 

300 焼戻し鋼は、しばしばその脆性を増加させる、この現象は第一種の焼戻し脆性と呼ばれています。 焼戻しは通常この温度範囲では行わないでください。 いくつかの中炭素合金構造用鋼はまた、それらが高温焼戻しの後にゆっくり室温に冷却されると脆くなる傾向がある。 この現象は、第二の種類の焼戻し脆性として知られている。 焼戻し中にモリブデンを鋼に添加するか、またはそれを油または水中で冷却すると、第二のタイプの焼戻し脆性を防止することができる。 この脆性は、第2の種類の焼戻し脆性鋼を元の焼戻し温度に再加熱することによって解消することができる。

 

生産において、しばしば工作物の性能要件に従う。 異なる加熱温度に従って、焼戻しは低焼戻し、中焼戻しおよび高焼戻しに分けることができる。 焼入れとそれに続く高温焼戻しを組み合わせた熱処理プロセスは、焼入れ焼戻しと呼ばれ、すなわち、それは同時に高い強度と良好な延性を有する。

1)低温焼戻し:150〜250℃、Mバック、内部応力と脆性を軽減し、プラスチックの靭性、より高い硬度と耐摩耗性を向上させます。 測定工具、切削工具、転がり軸受などの製造に使用されます。
2)の温度焼戻し:350〜500℃、Tバック、高い弾力性を持っている、特定の可塑性と硬度を持っています。 ばね、鍛造用金型などの製造に使用されます。
3)高温焼戻し:500〜650℃、Sバック、優れた総合的な機械的性質を持っています。 歯車、クランクシャフトなどの製造に使用されます。

 

 

第三に、正規化

 

1.正規化しているもの

 

焼ならしとは鋼の靭性を向上させる熱処理です。 鋼材を30〜50 以上の温度で加熱した後、一定の温度で空冷してからAc3 まで加熱します。 主な特徴は、冷却速度が焼鈍よりも速いが急冷よりは遅いことである。 焼ならし時に、結晶化した鋼の結晶粒はわずかに速い冷却で微細化することができ、それは満足できる強度を得ることができるだけでなく、靭性(AKV値)を著しく改善しそして部品の割れ傾向を減らすことができる。 いくつかの低合金熱延鋼板、鍛造および鋳造部品を焼ならしした後、材料の総合的な機械的性質は大いに改善することができ、そして切断特性も改善することができます。

 

 

2.正規化には次の目的と用途があります。

 

(1)過共析鋼については、鋳造、鍛造、過熱粗結晶構造およびウェクスラー構造の溶接部分を排除するために正規化し、リボン構造に圧延する。 洗練された穀物。 焼入前の前熱処理としても使用できます。
(2)過共析鋼の場合、焼ならしはネットワーク二次セメンタイトを除去し、パーライト精錬を行うことができ、機械的性質を改善するだけでなく、将来の球状化焼鈍にもつながる。
(3)低炭素深絞り薄鋼板の場合は、その深絞り性能を向上させるために、正規化は粒界フリーセメンタイトを排除することができます。

(4)低炭素鋼と低炭素低合金鋼のために、正規化を使用して、より微細なフレークパーライト構造を得ることができ、硬度をhb140-190に増加させ、切断時の「スティックナイフ」現象を避け、切断処理を改善します。 中炭素鋼の場合、焼ならしと焼なましの両方が利用可能である場合、焼ならしはより経済的で便利である。
(5)普通の中炭素構造鋼の場合、機会の機械的性質が高くない、焼入れおよび高温焼戻しの代わりに使用することができ、操作が簡単であるだけでなく、鋼構造および寸法安定性を作る。
6 高温拡散速度が高いため、高温焼ならし(Ac3以上150〜200℃)は、鋳物や鍛造品の組成偏析を減らすことができます。 高温正規化後の粗粒は、低温での2回目の次の正規化によって精製することができる。

(7)すべての土地所有者は中低炭素合金鋼の蒸気タービンやボイラーに使用され、400〜550℃で使用される場合、高温焼戻しを通して、通常クリープに耐える能力を持ちます。 。
(8) 鋼と鋼に加えて、それはそれがパーライトマトリックスを有するように、ノジュラー鋳鉄の強度を向上させるように、ノジュラー鋳鉄の熱処理でも広く使用されています。

 

正規化は空冷、周囲温度、スタッキングモード、気流およびワークピースサイズによって特徴付けられるため、正規化後の構造および性能に影響を与えます。 ミクロ組織を正規化することは、合金鋼の分類方法としても使用できる。 通常サンプルに従って直径25ミリメートル、組織の空冷のために900 ℃に加熱され、合金鋼はパーライト、ベイナイト鋼、鋼マルテンサイト鋼とオーステナイト鋼に分けることができます。

淬火2

四、アニーリング

アニーリングとは何ですか?

アニーリングは、金属を一定の温度までゆっくり加熱し、十分な時間保持した後、適切な速度で冷却する熱処理プロセスです。 焼鈍熱処理は、完全焼鈍、不完全焼鈍、応力除去焼鈍に分けられる。 焼なましされた材料の機械的性質は、引張試験または硬度試験によって試験することができる。 多くの鋼は焼鈍熱処理の状態で供給されます。 ロックウェル硬さ試験機は鋼の硬さ試験のためにHRB硬さを試験するために使用することができます。 より薄い鋼板、スチールベルトおよび薄肉鋼管については、表面ロックウェル硬度計を用いてHRT硬度を試験することができる。

アニールの目的は以下のとおりです。

 

(1)ワークピースの変形、亀裂を防ぐために、鋳造、鍛造、圧延、溶接などの様々な組織欠陥や残留応力によって生じる鋼を改善または除去します。
(2)切断するためにワークピースを柔らかくします。
(3)粒子を微細化し、ワークピースの機械的特性を向上させるために組織を改善します。
(4)組織の準備をするための最終熱処理(焼入れ、焼戻し)。

淬火1

3.一般的なアニーリングプロセスは次のとおりです。

(1)完全アニール。 貧弱な粗い過熱構造の機械的特性の後、中、低炭素鋼の鋳造、鍛造、溶接に使用されます。 30〜50 以上のフェライトオーステナイト温度に加熱されたワークピースの中にすべて、しばらくの間熱保存、そしてその後ゆっくり冷却炉で、冷却中のオーステナイトは再び変化する、鋼の組織を作ることができます。

(2)球状化焼鈍。 鍛造後の工具鋼と軸受鋼の高硬度を低減する。 ワークピースは、パーライトラメラセメンタイトをボールに冷却する過程で、 20〜40 ℃を超えるオーステナイト鋼温度を形成し始め、保温後に徐冷し、硬度を低下させます。

(3)等温アニール。 切削用のニッケルとクロムの含有量が高いいくつかの合金構造用鋼の高硬度を減らすために。 一般に、オーステナイトは最初に比較的速い速度でオーステナイトの最も不安定な温度に冷却され、そして適切な熱保存の後にオーステナイトがトルツァイトまたはソルバイトに変換されるときに硬度は減少され得る。

(4)再結晶焼鈍。 金属線を排除するために、冷間引抜き、冷間圧延硬化現象(硬度増加、塑性低下)の過程で薄板。 加熱温度は一般的に鋼鉄は50〜150 以下のオーステナイト温度を形成し始め、このようにしてのみ金属を軟化させるためのひずみ硬化効果を排除することができます。

(5)黒鉛化焼鈍。 大量のセメンタイトを含む鋳鉄を可塑性の高い可鍛鉄に変換するために使用されます。 鋳造工程は950 ℃程度に加熱され、保温時間後適切に冷却され、セメンタイト分解から凝集塊状黒鉛が形成されます。

(6)拡散アニール。 それは合金鋳造物の化学組成を均質化しそしてその使用性能を改良するために使用される。 その方法は、鋳造物を溶融せずに可能な限り最高温度まで加熱し、それを長時間暖かい状態に保ち、次いで合金中の全ての元素が拡散しそして均一に分布した後にそれをゆっくり冷却することである。

(7)ストレス除去焼鈍。 鋼鋳物および溶接部品の内部応力を排除します。 100〜200 以下の加熱温度でオーステナイト鋼が形成された後に開始されるため、冷却後に空気中に保持し、内部応力を排除することができます。

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