ⅰ。熱処理の基本概念。
A.熱処理の基本概念。
の基本的な要素と機能熱処理:
1.ヒート
目的は、均一で細かいオーステナイト構造を取得することです。
2.保有
目標は、ワークが徹底的に加熱され、脱炭の酸化を防ぐことです。
3.クーリング
目的は、オーステナイトを異なる微細構造に変換することです。
熱処理後の微細構造
加熱および保持後の冷却プロセス中、オーステナイトは冷却速度に応じて異なる微細構造に変換されます。さまざまな微細構造が異なる特性を示します。
B.熱処理の基本概念。
加熱および冷却方法、および鋼の微細構造と特性に基づく分類
1.存続熱処理（全体的な熱処理）：焼き戻し、アニーリング、正規化、消光
2.表面熱処理：表面消光、誘導加熱表面消光、火炎加熱表面消光、電気接触加熱表面消光。
3.化学的熱処理：浸炭、窒化、炭酸化。
4.その他の熱処理：制御された大気熱治療、真空熱処理、変形熱治療。
C.鋼の批判的な温度
鋼の重要な変換温度は、熱処理中の加熱、保持、および冷却プロセスを決定するための重要な基礎です。鉄炭素相の位相図によって決定されます。
重要な結論：鋼の実際の臨界変換温度は、常に理論的な臨界変換温度に遅れをとっています。これは、加熱中に過熱が必要であり、冷却中に加熱が必要であることを意味します。
ⅱ。鋼のアニールと正規化
1。アニーリングの定義
アニーリングでは、その温度を保持する臨界点の上または下の温度に鋼を加熱し、通常は炉内でゆっくりと冷却して、平衡に近い構造を実現します。
2。アニーリングの目的
機械加工の硬度：HB170〜230の範囲で機械加工可能な硬度を達成します。
残留応力を拒否する：後続のプロセス中の変形または亀裂を防ぎます。
Refine粒子構造：微細構造を改善します。
最終熱処理のための準備：その後のクエンチと焼き戻しのために、粒状（スフェロイド化）のパーライトを取得します。
3.球体化アニーリング
プロセス仕様：加熱温度はAC₁ポイントの近くにあります。
目的：鋼のセメンタイトまたは炭化物を球状化し、粒状（球状）の真珠イトをもたらします。
該当する範囲：ユートクロイドおよび過孔型組成物を備えた鋼に使用されます。
4.アニーリングの削除（均質化アニーリング）
プロセス仕様：加熱温度は、位相図のソルバスラインをわずかに下回っています。
目的：分離を排除する。
ⅲ
A.クインチング
1.クエンチングの定義：クエンチングには、鋼をAC₃またはAC₁ポイントより上の特定の温度に加熱し、その温度で保持し、臨界冷却速度よりも大きな速度で冷却してマルテンサイトを形成します。
2。消光の目的：主な目標は、鋼の硬度と耐摩耗性を高めるために、マルテンサイト（またはより低いベイナイト）を取得することです。クエンチングは、鋼の最も重要な熱処理プロセスの1つです。
3.さまざまな種類の鋼の消光温度の決定
hypoeutectoid鋼：Ac₃ + 30°C〜50°C
ユートコイド鋼および過孔型鋼：Ac₁ + 30°C〜50°C
合金鋼：臨界温度を50°Cから100°C上
4.理想的な消光媒体のクーリング特性：
「鼻」の温度の前のゆっくりした冷却：熱応力を十分に減らす。
「鼻」温度近くの高い冷却能力：非マルテンス構造の形成を避けるため。
M₅点近くの遅い冷却：マルテンサイト変換によって引き起こされる応力を最小限に抑えるため。
5.メソッドとそれらの特性をクエンキングする：
シンプルなクエンチング：操作が簡単で、小さくシンプルな形のワークピースに適しています。結果の微細構造はマルテンサイト（M）です。
double Quenching：より複雑で制御が困難で、複雑な形の高炭素鋼とより大きな合金鋼のワークピースに使用されます。結果の微細構造はマルテンサイト（M）です。
breken Quenching：より複雑なプロセス、大きく複雑な形の合金鋼ワークピースに使用されます。結果の微細構造はマルテンサイト（M）です。
等温消光：高い要件を持つ小さく複雑な形のワークピースに使用されます。得られた微細構造は、より低いベイナイト（B）です。
6.硬化性に影響するファクター
硬化性のレベルは、鋼の過冷却オーステナイトの安定性に依存します。スーパークーリングされたオーステナイトの安定性が高いほど、硬化性が向上し、その逆も同様です。
超冷却されたオーステナイトの安定性に影響を与える要因：
Cカーブの位置：Cカーブが右に移動すると、消光のための臨界冷却速度が減少し、硬化性が向上します。
重要な結論：
Cカーブを右にシフトする要因は、スチールの堅牢性を高めます。
主な要因：
化学組成：コバルト（CO）を除き、オーステナイトに溶解したすべての合金要素は、硬化性を高めます。
炭素含有量が炭素鋼のユートコチの組成に近いほど、Cカーブが右にシフトし、硬化性が高くなります。
7.硬化性の決定と表現
end end Quench Hardenability Test：hardenabilityは、エンドクエンチテスト方法を使用して測定されます。
criticalクエンチの直径方法：臨界クエンチの直径（D₀）は、特定のクエンチング媒体で完全に硬化できる鋼の最大直径を表します。
b
1。焼き戻しの定義
焼き戻しは、クエンチ鋼がその温度で保持され、室温に冷却された時点の温度に再加熱される熱処理プロセスです。
2。焼き戻しの目的
残留応力を軽減または排除します：ワークピースの変形または亀裂を防ぎます。
残留オーステナイトを削減または排除する：ワークピースの寸法を安定させます。
クエンチ鋼の脆性を排除する：ワークピースの要件を満たすために、微細構造と特性を調整します。
重要な注意：洗浄後、鋼は迅速に和らげる必要があります。
3.テンパープロセス
1.低温
目的：クエンチングストレスを軽減し、ワークの靭性を改善し、高い硬度と耐摩耗性を達成します。
温度：150°C〜250°C。
パフォーマンス：硬度：HRC 58〜64。高硬度と耐摩耗性。
アプリケーション：ツール、カビ、ベアリング、浸炭部品、および表面硬化コンポーネント。
2.高温
目的：十分な強さと硬度とともに、高いタフネスを達成すること。
温度：500°C〜600°C。
パフォーマンス：硬度：HRC 25〜35。全体的な機械的特性が良好です。
アプリケーション：シャフト、ギア、コネクティングロッドなど。
熱精製
定義：クエンチングとそれに続く高温強化は、熱精製、または単に焼き戻しと呼ばれます。このプロセスで処理されたスチールは、全体的なパフォーマンスが優れており、広く使用されています。
ⅳ。鋼の表面熱処理
A.スチールの表面消光
1。表面硬化の定義
表面硬化は、迅速に加熱して表面層をオーステナイトに変換し、すぐに冷却することにより、ワークピースの表面層を強化するように設計された熱処理プロセスです。このプロセスは、鋼の化学組成または材料のコア構造を変更せずに実行されます。
2。表面硬化と硬化後構造に使用される材料
表面硬化に使用される材料
典型的な材料：中炭素鋼および中炭素合金鋼。
前処理：典型的なプロセス：抑制。コアプロパティが重要でない場合、代わりに正規化を使用できます。
硬化後構造
表面構造：表面層は、通常、マルテンサイトやベイナイトなどの硬化した構造を形成します。これは、高い硬度と耐摩耗性を提供します。
コア構造：スチールのコアは、一般に、前処理プロセスと基本材料の特性に応じて、パーライトや強化状態などの元の構造を保持します。これにより、コアが良好なタフネスと強さを維持することが保証されます。
b。誘導表面硬化の特徴
1.高温加熱温度と急速な温度上昇：誘導面硬化には、通常、高加熱温度と急速な加熱速度が含まれ、短時間で迅速な暖房が可能になります。
2.表面層のオーステナイト粒子構造：急速な加熱とその後の消光プロセス中に、表面層は細かいオーステナイト粒子を形成します。消光後、表面は主に細かいマルテンサイトで構成され、通常は従来の消光よりも硬さが2〜3 HRCが高くなります。
3.グッド表面の品質：加熱時間が短いため、ワークピースの表面は酸化と脱炭の傾向が少なくなり、消光誘発変形が最小限に抑えられ、良好な表面の品質が確保されます。
4.高疲労強度：表面層のマルテンサイト相変換は圧縮応力を生成し、ワークピースの疲労強度を高めます。
5.高生産効率：誘導面硬化は大量生産に適しており、運用効率が高い。
C.化学熱処理の分類
浸炭、浸炭、浸炭、浸炭、シリコン化、シリコン化、シリコン化、炭酸化、ボロカル酸化
d.gas carbizing
ガスの浸炭は、ワークピースが密閉されたガス炭水化物炉に配置され、鋼をオーステナイトに変換する温度に加熱されるプロセスです。次に、浸炭剤が炉に滴り落ちるか、炭素原子がワークピースの表面層に拡散できるようにします。このプロセスにより、ワーク表面の炭素含有量（WC％）が増加します。
√Carburizingエージェント：
•炭素が豊富なガス：石炭ガス、液化石油ガス（LPG）など。
•有機液：灯油、メタノール、ベンゼンなど。
√Carburizingプロセスパラメーター：
•浸炭温度：920〜950°C。
•浸炭時間：浸炭層の望ましい深さと浸炭温度に依存します。
浸炭後のe.heat治療
鋼は浸炭後に熱処理を受ける必要があります。
浸炭後の熱処理プロセス：
√Quenching +低温抑制
1.事前冷却 +低温焼き戻し後の方向の消光：ワークピースは、浸炭温度からコアのAR₁温度のすぐ上に事前に冷却され、すぐに消光され、160〜180°Cで低温抑制が続きます。
2.冷却前と低温抑制後のクエンティング：浸漬後、ワークピースはゆっくりと室温まで冷却され、消光および低温焼き込みのために再加熱されます。
3.事前冷却 +低温焼き戻し後のダブルクエンチング：浸炭とゆっくりした冷却後、ワークピースは2つの段階の加熱と消光を受け、続いて低温焼き焼きが続きます。
ⅴ。鋼の化学的熱処理
1.化学熱処理の定義
化学熱処理は、鋼鉄のワークピースが特定の活性培地に配置され、温度で保持される熱処理プロセスであり、培地内の活性原子がワークピースの表面に拡散できるようにします。これにより、ワークピースの表面の化学組成と微細構造が変化し、それによりその特性が変化します。
2.化学熱処理の基本プロセス
分解：加熱中に、活性培地が分解し、活性原子を放出します。
吸収：活性原子は鋼の表面に吸着され、鋼の固形溶液に溶解します。
拡散：鋼の表面に吸収され、溶解した活性原子が内部に移動します。
誘導表面硬化の種類
A.高周波誘導加熱
電流周波数：250〜300 kHz。
硬化層の深さ：0.5〜2.0 mm。
アプリケーション：中型および小型モジュールギアと小規模から中型のシャフト。
B.メディウム周波数誘導加熱
電流周波数：2500〜8000 kHz。
硬化層の深さ：2〜10 mm。
アプリケーション：大型シャフトと大規模から中モジュールギア。
C.パワー周波数誘導加熱
現在の周波数：50 Hz。
硬化層の深さ：10〜15 mm。
アプリケーション：非常に深い硬化層を必要とするワークピース。
3。誘導表面硬化
誘導表面硬化の基本原理
肌の効果：
誘導コイルに交互に電流がワークの表面に電流を誘導すると、誘導電流の大部分は表面の近くに濃縮されますが、ワークピースの内部を通過する電流はほとんどありません。この現象は、皮膚効果として知られています。
誘導表面硬化の原理：
皮膚効果に基づいて、ワークピースの表面はオーステナイト化温度（数秒で800〜1000°Cに上昇する）に急速に加熱されますが、ワークの内部はほとんど加熱されていません。ワークピースは、水噴霧によって冷却され、表面硬化を達成します。
4.テンパーブリトリネス
クエンチ鋼の脆性性を抑制します
脆性性の抑制とは、特定の温度で抑制されるとクエンチ鋼の衝撃靭性が大幅に減少する現象を指します。
最初のタイプの焼き戻し
温度範囲：250°C〜350°C。
特性：クエンチ鋼がこの温度範囲内で抑制されている場合、このタイプの抑制性を発達させる可能性が非常に高く、これは排除できません。
解決策：この温度範囲内でクエンチ鋼の焼き付けを避けてください。
最初のタイプの抑制性は、低温の強さの脆性または不可逆的な抑制性としても知られています。
ⅵ.tempering
1.テンパーリングは、クエンチに続く最終熱処理プロセスです。
なぜクエンチされた鋼が焼き戻しが必要なのですか？
消光後の微細構造：消光後、鋼の微細構造は通常、マルテンサイトと残留オーステナイトで構成されます。どちらもメタスト可能な段階であり、特定の条件下で変換されます。
マルテンサイトの特性：マルテンサイトは、硬度が高いだけでなく、多くのアプリケーションのパフォーマンス要件を満たしていない高硬度（特に高炭素針のようなマルテンサイト）によっても特徴付けられます。
マルテンサイト変換の特性：マルテンサイトへの変換は非常に迅速に発生します。消光後、ワークピースには、変形や亀裂につながる可能性のある残留内部応力があります。
結論：ワークピースは、消光後に直接使用できません！内部ストレスを軽減し、ワークピースの靭性を改善し、使用に適しているため、焼き戻しが必要です。
2.硬化性と硬化能力の間の差：
硬度性：
硬化性とは、消光後に特定の硬化の深さ（硬化層の深さ）を達成する鋼の能力を指します。それは、鋼の組成と構造、特に合金要素と鋼の種類に依存します。硬化性は、消光プロセス中に鋼が厚さ全体でどれだけうまく硬化できるかの尺度です。
硬度（硬化容量）：
硬度、または硬化能力は、消光後に鋼で達成できる最大硬度を指します。それは主に鋼の炭素含有量の影響を受けます。一般に、炭素含有量が多いほど潜在的な硬度が高くなりますが、これは鋼の合金要素と消光プロセスの有効性によって制限される可能性があります。
3.鋼の標準性
√硬化性の概念
硬化性とは、オーステナイト温度から消光した後、一定のマルテンサイト硬化の深さを達成する鋼の能力を指します。簡単に言えば、クエンチング中にマルテンサイトを形成するのは鋼の能力です。
硬化性の測定
硬化性のサイズは、消光後に指定された条件下で得られた硬化層の深さによって示されます。
硬化層の深さ：これは、ワークピースの表面から構造が半分マルテンサイトの領域までの深さです。
一般的な消光メディア：
•水
特徴：強力な冷却能力を備えた経済的ですが、沸点の近くで高い冷却速度を持っているため、過度の冷却につながる可能性があります。
アプリケーション：通常、炭素鋼に使用されます。
塩水：水中の塩またはアルカリの溶液。水と比較して高温で冷却能力が高いため、炭素鋼に適しています。
•油
特性：低温での冷却速度が低い（沸点の近く）。これにより、変形と亀裂の傾向が効果的に減少しますが、高温では冷却能力が低くなります。
アプリケーション：合金鋼に適しています。
タイプ：クエンチングオイル、機械オイル、ディーゼル燃料が含まれます。
加熱時間
加熱時間は、加熱速度（目的の温度に達するまでにかかる時間）と保持時間（目標温度で維持される時間）の両方で構成されます。
加熱時間を決定するための原則：内外の両方でワークピース全体に均一な温度分布を確保します。
完全にオーステナイト化され、形成されたオーステナイトが均一で素晴らしいことを確認してください。
加熱時間を決定するための基礎：通常、経験式を使用して推定されるか、実験を通じて決定されます。
メディアの消光
2つの重要な側面：
A.クーリング速度：冷却速度が高いと、マルテンサイトの形成が促進されます。
b。reSidual Stress：冷却速度が高いと、残留応力が増加し、ワークピースの変形と亀裂の傾向が大きくなる可能性があります。
ⅶm
1。正規化の定義
正規化は、鋼がAC3温度から30°Cから50°C上で温度に加熱され、その温度で保持され、空冷されて平衡状態に近い微細構造を取得する熱処理プロセスです。アニーリングと比較して、正規化はより速い冷却速度を持ち、より細かいパーライト構造（P）とより高い強度と硬度をもたらします。
2。正規化の目的
正規化の目的は、アニーリングの目的と似ています。
3。正規化のアプリケーション
•ネットワーク化された二次セメンタイトを排除します。
•要件が低い部品の最終熱処理として機能します。
•加工性を改善するために、低および中炭素構造鋼の準備熱処理として機能します。
4.アニーリングのタイプ
アニーリングの最初のタイプ：
目的と機能：目標は、位相変換を誘導するのではなく、鋼を不均衡な状態からバランスのとれた状態に移行することです。
種類：
•拡散アニーリング：分離を排除することにより、組成を均質化することを目的としています。
•再結晶アニーリング：作業硬化の影響を排除することにより、延性を回復します。
•応力緩和アニーリング：微細構造を変更せずに内部応力を軽減します。
アニーリングの2番目のタイプ：
目的と機能：微細構造と特性を変化させ、パーライトが支配する微細構造を達成することを目的としています。また、このタイプは、パーライト、フェライト、および炭化物の分布と形態が特定の要件を満たすことを保証します。
種類：
•完全なアニーリング：鋼をAC3温度の上に加熱し、ゆっくり冷却して均一なパーライト構造を生成します。
•不完全なアニーリング：AC1とAC3の温度の間で鋼を加熱して、構造を部分的に変換します。
•等温アニーリング：鋼をAC3上に加熱し、続いて等温温度に急速に冷却し、所望の構造を達成するために保持します。
•スフェロイドアニーリング：球状の炭化物構造を生成し、機械性と靭性を改善します。
ⅷ.1。熱処理の定義
熱処理とは、金属が加熱され、特定の温度で保持され、固体状態で冷却され、内部構造と微細構造を変化させるプロセスを指し、それにより望ましい特性を達成します。
2.熱処理の特徴
熱処理はワークピースの形状を変えません。代わりに、鋼の内部構造と微細構造を変化させ、鋼の特性を変化させます。
3.熱処理の典型
熱処理の目的は、鋼（またはワークピース）の機械的または処理特性を改善し、鋼の可能性を完全に活用し、ワークピースの品質を高め、サービスの寿命を延ばすことです。
4.キーの結論
材料の特性を熱処理によって改善できるかどうかは、加熱および冷却プロセス中に微細構造と構造に変化があるかどうかに大きく依存します。
投稿時間：2024年8月19日