1. 鋼焼入れの基本的な考え方
亜共析鋼はAc3以上、共析鋼、過共析鋼はAc1以上(Accm未満)に加熱し、保温後Vk以上の速度で冷却する。 オーステナイトをマルテンサイトに変換する熱処理プロセスは、鋼の硬化と呼ばれます。 マルテンサイト硬化は鋼の硬化の主な手段であるため、鋼の硬化の目的はマルテンサイトを得て鋼の機械的性質を改善することです。 鋼の硬化は、鋼にとって最も重要な熱処理プロセスであり、熱処理で最も広く使用されているプロセスの XNUMX つでもあります。
焼入れ後の鋼の効果例
2. 鋼焼入れの加熱温度
焼入れ温度は、焼入れ後に微細なマルテンサイト構造が得られるように、微細なオーステナイト粒を得る原理に従って選択されるべきである。 亜共析鋼の焼入れ温度は一般的にAc3 30℃～50℃以上で、焼入れ後に均一で微細なマルテンサイト組織が得られます。 温度が高すぎると、オーステナイトの粒径が大きなマルテンサイト構造になり、鋼の機械的特性が悪化し、特に可塑性と靭性が低下します。 焼入れ温度がAc3より低いと、未溶解のフェライトが焼入れ組織に残り、鋼の強度と硬度が低下します。
焼入れ温度は、主に鋼の臨界点によって決まります。
亜共析鋼 : Ac3 30~50℃以上;
共析鋼および過共析鋼 : Ac1 30~50℃以上;
低合金構造用鋼や高合金工具鋼の場合、合金元素の影響を考慮して、オーステナイト化を促進するために焼入れ温度を高くする場合があります。
3.鋼の硬化のための加熱時間の決定
加熱時間は、加熱時間と保持時間で構成されます。 加熱時間は、部品が炉内温度から急冷温度まで上昇するのに必要な時間であり、保持時間の開始と見なされます。 保温時間とは、部品が燃焼してオーステナイト化プロセスを完了するのに必要な時間を指します。 加熱時間は、通常、経験式によって推定されるか、実験によって決定されます。 生産では、多くの場合、ワークピースの品質を保証するために実験によって適切な加熱および保持時間が決定されます。
4.鋼の焼入れの焼入れ媒体
鋼をオーステナイト状態からMs点未満の温度まで冷却するために使用される冷却媒体は、焼入れ媒体と呼ばれます。 理想的な焼入れ媒体の冷却特性は次のとおりです。 パーライト変態やベイナイト変態を避けるため、650℃～650℃で急冷してください。 400 ℃ 未満の温度領域では、組織によって生成されるポニー オーステナイト変態応力を可能な限り低減するために、Ms 付近で冷却を遅くする必要があります。 一般的に使用される水冷却媒体、生理食塩水またはアルカリ溶液、およびさまざまな種類の鉱物油など。 水の冷却特性は理想的ではなく、400 ～ 650 ℃ の範囲で冷やす必要があり、冷却能力は小さいです。 400℃～Msポイントエリアでゆっくり冷やして、冷却能力が大きい。 さらに、水温は水の冷却能力に大きな影響を与えました。 水は主に小型、形状、単純な炭素鋼ワークの焼入れに使用されます。 塩水またはアルカリ溶液は、高温を作ることができ、その冷却能力を著しく高めます.鉱油の利点は、低温ゾーンの冷却能力が水の冷却能力よりもはるかに小さいことです.一方、欠点は、高温域も低くなっています。
5. 鋼焼入れの焼入れ方法
所望の焼入れ構造を得て、変形や割れを防ぐために、既存の焼入れ媒体は、一液焼入れ、二液焼入れ、傾斜焼入れ、等温焼入れなどのさまざまな冷却方法と組み合わせる必要があります。
A. 一液焼入れ：オーステナイト化したワークを中温で焼き入れ、中温まで冷却し続ける方法。 シンプルな形状で炭素鋼、合金鋼のワークに適しています。大きなワークには水、小さなワークには油。
B. 二重液体急冷法: マルテンサイト相変態を完了するまで、オーステナイト化ワークピースを最初に強力な冷却媒体に急冷し、Ms 点温度近くまで冷却し、冷却能力が弱くなり、すぐに冷却媒体を急冷します。 大きなサイズの炭素鋼ワークピースに適しています。 一般に、高速冷却水の媒体として、オイルは低速冷却媒体です。
C. 傾斜焼入法：オーステナイト化されたワークピースをMs点の塩浴またはアルカリ浴中で鋼よりもわずかに高い温度で急冷し、保温する方法です。 ワークの内部と外部の温度が均一になったら、ワークを槽から取り出し、室温まで空冷してマルテンサイト変態を完了させます。
D. 等温焼入れ：オーステナイト化されたワークピースをMs点以上のソルトバスで急冷し、下部ベイナイト組織に変換するのに十分な時間等温に保持した後、取り出して室温まで空冷する焼入れ方法です。 . 複雑な形状、正確なサイズ要件、および重要な機能を備えた小さな部品に適しています。
6.鋼の焼入れ性と硬化
(1) 焼入れ性
鋼の焼入れ性とは、オーステナイト化された鋼が焼入れ後にマルテンサイトになる能力のことで、鋼を特定の条件で焼入れして得られる溶込み層の深さと硬さの分布で表されます。 生産では、鋼の焼入れ性を表すために臨界焼入れ径も一般的に使用されます。いわゆる臨界焼入れ径はD0で表されます。 同じ冷却条件の下では、D0 が大きいほど鋼の焼入れ性が良好です。
(2) 焼入性に影響を与える要因
焼入れ性に影響を与える主な要因は、オーステナイトに溶解した Co を除くすべての合金元素が焼入れ性を高める化学組成です。さらに、オーステナイトの均一性、粒径、および第 XNUMX の同等因子の存在がすべて焼入れ性に影響します。
(3) 硬化性の判定とその表示方法
焼入れ性を判断する方法はたくさんありますが、最も広く使用されているのは、末端焼入れ試験と呼ばれる「末端焼入れ法」です。 試験中、標準サンプルは、最初にオーステナイト化温度に加熱され、30〜40分間保持された後、水スプレーで冷却するために端部焼入れ試験台に置かれました。
(4) 焼入れ性の応用
焼入れ性の高いワークピースは焼き入れが容易で、均一な組織と性能を備えています。
ワークを焼入れする場合、冷却能力の低い焼入れ媒体を使用して、焼入れ応力を低減できます。
均一で一貫した組織のパフォーマンスを確保するために、大きくて複雑なワークピースには大きな焼入性鋼を選択できます。
被削材の表面硬度が高く、心靭性が良好な場合は、低焼入れ鋼を選択できます。
(5) 鋼の硬化：鋼の焼入れ時の硬化能力のことで、焼入れしたマルテンサイトから得られる最大の硬さで表されます。マルテンサイト中の炭素量に依存します。炭素含有量が多いほど、硬化度が高いほど。
