熱処理とは、所望の組織および特性を得るために、固体状態で加熱することにより材料を加熱、保持、冷却する金属熱処理プロセスを指します。
I. 熱処理
1、焼きならし：AC3またはACMの臨界点以上に加熱した鋼または鋼片を、空気中で冷却した後、一定時間適切な温度に維持し、パーライト型の組織を得る熱処理プロセス。
2、焼鈍：共晶鋼ワークピースをAC3で20〜40度以上に加熱し、一定時間保持した後、炉内で（または砂や石灰の中に埋めて冷却し）500度以下の空気中で冷却する熱処理工程です。
3、固溶体熱処理：合金を高温の一定温度の単相領域に加熱して維持し、余分な相を固溶体に完全に溶解させた後、急速に冷却して過飽和固溶体熱処理プロセスを得る。
4、時効：合金を固溶体化処理または冷間塑性変形させた後、室温に置くか、室温よりわずかに高い温度に保つと、時間の経過とともにその特性が変化する現象。
5、固溶体処理：合金の各相が完全に溶解し、固溶体を強化して靭性と耐腐食性を向上させ、応力と軟化を除去して、加工成形を継続します。
6、時効処理：強化相が析出する温度で加熱保持することにより、強化相の析出を析出させ、硬化させ、強度を向上させる。
7、焼入れ：鋼を適切な冷却速度で冷却した後、オーステナイト化し、ワークの断面の全部または一定範囲でマルテンサイト変態などの不安定な組織構造を形成する熱処理プロセス。
8、焼戻し：焼入れされたワークピースは、一定時間、適切な温度以下のAC1の臨界点まで加熱され、その後、方法の要件に従って冷却され、熱処理プロセスの所望の組織および特性が得られます。
9、鋼の浸炭窒化処理：浸炭窒化処理は、鋼の表層に炭素と窒素を同時に浸透させる処理です。通常の浸炭窒化処理はシアン化物とも呼ばれ、中温ガス浸炭窒化処理と低温ガス浸炭窒化処理（ガス軟窒化）がより広く用いられています。中温ガス浸炭窒化処理の主な目的は、鋼の硬度、耐摩耗性、疲労強度を向上させることです。低温ガス浸炭窒化処理は窒化処理をベースとし、鋼の耐摩耗性と耐食性を向上させることを主な目的としています。
10、焼戻し処理（焼入れ焼戻し）：一般的には、高温での焼入れと焼戻しを熱処理と組み合わせて行う焼戻し処理が行われます。焼戻し処理は、様々な重要な構造部品、特にコネクティングロッド、ボルト、ギア、シャフトなどの交番荷重を受ける部品に広く使用されています。焼戻し処理後に焼戻しを行うことで、焼戻しソーナイト組織が得られ、その機械的特性は、同じ硬度の焼戻しソーナイト組織よりも優れています。その硬度は、高温焼戻し温度、鋼の焼戻し安定性、およびワークピースの断面積に依存しますが、一般的にはHB200～350です。
11、ろう付け：ろう付け材料を使用して2種類のワークピースを加熱して溶かし、接合する熱処理工程です。
II.Tプロセスの特徴
金属熱処理は機械製造における重要なプロセスの一つです。他の加工プロセスと比較して、熱処理は一般的にワークピースの形状や全体の化学組成を変化させませんが、ワークピースの内部微細構造、またはワークピースの表面の化学組成を変化させることで、ワークピースに用途に応じた特性を付与または向上させます。これは、一般的に肉眼では確認できないワークピースの本質的な品質の向上を特徴としています。必要な機械的特性、物理的特性、化学的特性を備えた金属ワークピースを製造するには、材料の適切な選択と多様な成形プロセスに加えて、熱処理プロセスが不可欠です。鋼鉄は機械産業で最も広く使用されている材料であり、鋼鉄の微細構造は複雑で、熱処理によって制御できるため、鋼鉄の熱処理は金属熱処理の主な内容です。さらに、アルミニウム、銅、マグネシウム、チタンなどの合金も熱処理によって機械的、物理的、化学的特性を変化させ、さまざまな性能を得ることができます。
3.Tプロセス
熱処理工程は通常、加熱、保持、冷却の3つの工程で構成されますが、加熱と冷却の2つの工程のみで構成される場合もあります。これらの工程は互いに連結されており、中断することはできません。
加熱は熱処理における重要なプロセスの一つです。金属の熱処理には様々な加熱方法があり、最も古いものは木炭や石炭を熱源として用いるもので、近年では液体燃料やガス燃料が用いられています。電気を利用することで加熱制御が容易になり、環境汚染も発生しません。これらの熱源は直接加熱することも、溶融塩や金属を介し、浮遊粒子を加熱することで間接的に加熱することも可能です。
金属加熱では、ワークピースが空気にさらされるため、酸化や脱炭（鋼部品の表面炭素含有量の減少）が頻繁に発生し、熱処理部品の表面特性に非常に悪影響を及ぼします。そのため、金属は通常、制御雰囲気または保護雰囲気、溶融塩加熱、真空加熱などによって加熱する必要がありますが、保護加熱のためのコーティングや包装方法も利用可能です。
加熱温度は熱処理工程における重要なプロセスパラメータの一つであり、加熱温度の選択と制御は熱処理品質の確保における主要な課題です。加熱温度は処理する金属材料や熱処理の目的によって異なりますが、一般的には相転移温度以上に加熱して高温組織を得ます。また、変態には一定の時間を要するため、金属ワークピースの表面が必要な加熱温度に達するまでには、同時にこの温度で一定時間維持する必要があります。こうすることで、内部と外部の温度が一定となり、微細組織変態が完了します。これを保持時間といいます。高エネルギー密度加熱と表面熱処理を用いると、加熱速度が非常に速く、一般的には保持時間は必要ありませんが、化学熱処理では保持時間が長くなることがよくあります。
冷却は熱処理工程において不可欠なステップであり、冷却方法はプロセスによって異なり、主に冷却速度の制御に使用されます。一般的に、焼鈍処理では冷却速度が最も遅く、焼ならし処理では冷却速度が速く、焼入れ処理では冷却速度が速くなります。しかし、鋼種によって要求される冷却速度も異なり、例えば空気焼入れ鋼は焼ならし処理と同じ冷却速度で焼入れ処理できます。
IV.Pプロセス分類
金属の熱処理プロセスは、大まかに全体熱処理、表面熱処理、化学熱処理の3つに分類されます。加熱媒体、加熱温度、冷却方法の違いにより、各カテゴリはさらに複数の異なる熱処理プロセスに分類されます。同じ金属でも、異なる熱処理プロセスを用いることで異なる組織が得られ、異なる特性を持つことがあります。鉄鋼は産業界で最も広く使用されている金属であり、鋼の微細組織も最も複雑であるため、鋼の熱処理プロセスには様々な種類があります。
全面熱処理とは、ワークピース全体を加熱し、適切な速度で冷却することで、必要な冶金組織を得ることであり、金属熱処理工程における全体的な機械的特性を変化させます。鋼材の全面熱処理は、大まかに焼鈍、焼ならし、焼入れ、焼戻しの4つの基本工程に分けられます。
プロセスとは、次のことを意味します。
焼きなましとは、ワークピースを適切な温度に加熱し、ワークピースの材質とサイズに応じて異なる保持時間を使用してから、ゆっくりと冷却することです。その目的は、金属の内部組織を平衡状態に達するかそれに近づけることによって、良好なプロセス性能とパフォーマンスを得ること、または組織をさらに焼入れして準備することです。
焼きなましとは、ワークピースを空気中で冷却した後、適切な温度まで加熱することです。焼きなましの効果は焼きなましに似ており、より細かい組織を得るためだけに行われます。材料の切削性能を向上させるためによく使用されますが、要求の厳しくない部品の一部に対して最終的な熱処理として使用されることもあります。
焼入れとは、ワークピースを加熱・保温した後、水、油、その他の無機塩、有機水溶液などの焼入れ媒体を用いて急速に冷却することです。焼入れ後、鋼材は硬くなりますが、同時に脆くなります。この脆さを速やかに除去するためには、通常、適切な時期に焼戻しを行う必要があります。
鋼部品の脆さを低減するために、鋼部品を室温よりも高く650℃未満の適切な温度で長時間焼入れし、その後冷却するプロセスは、焼戻しと呼ばれます。 焼鈍、焼ならし、焼戻しは、「4つの火」における全体的な熱処理であり、そのうちの焼入れと焼戻しは密接に関連しており、互いに組み合わせて使用されることが多く、どちらかが不可欠です。 「4つの火」は加熱温度と冷却モードが異なり、異なる熱処理プロセスが進化しています。 ある程度の強度と靭性を得るために、高温での焼入れと焼戻しを組み合わせたプロセスは、焼戻しとして知られています。 特定の合金を焼入れして過飽和固溶体を形成させた後、合金の硬度、強度、または電磁気を向上させるために、室温またはわずかに高い適切な温度で長時間保持します。 このような熱処理プロセスは時効処理と呼ばれます。
圧力加工と熱処理を効果的に組み合わせて行うことで、ワークピースに優れた強度と靭性を与える変形熱処理と呼ばれる方法と、負圧雰囲気または真空中で熱処理する真空熱処理と呼ばれる方法で、ワークピースが酸化されず、脱炭されず、処理後のワークピースの表面がきれいになり、ワークピースの性能が向上するだけでなく、浸透圧剤を介して化学的熱処理にも使用されます。
表面熱処理は、金属熱処理工程においてワークの表面層のみを加熱することで、表面層の機械的性質を変化させる処理です。ワークへの過度の熱伝達を避け、ワークの表面層のみを加熱するためには、使用する熱源のエネルギー密度が高くなければなりません。つまり、ワークの単位面積あたりに与える熱エネルギーが大きく、ワークの表面層が局所的あるいは短時間あるいは瞬間的に高温に達することができるのです。表面熱処理の主な方法は、火炎焼入れと誘導加熱の2つで、一般的に使用される熱源としては、酸素アセチレン炎や酸素プロパン炎、誘導電流、レーザー、電子ビームなどがあります。
化学熱処理は、ワークピースの表面層の化学組成、組織、および特性を変化させることによって金属を熱処理するプロセスです。化学熱処理は、ワークピースの表面層の化学組成を変更するという点で表面熱処理とは異なります。化学熱処理は、炭素、塩媒体、またはその他の合金元素を含む媒体（気体、液体、固体）をワークピースに長時間加熱・絶縁することで、ワークピースの表面層に炭素、窒素、ホウ素、クロムなどの元素を浸透させます。元素の浸透後、場合によっては焼入れや焼戻しなどの他の熱処理プロセスが行われます。化学熱処理の主な方法は、浸炭、窒化、金属浸透です。
熱処理は、機械部品や金型の製造工程における重要な工程の一つです。一般的に、熱処理によってワークピースの耐摩耗性、耐腐食性といった様々な特性を確保・向上させることができます。また、ブランクの組織や応力状態を改善することで、様々な冷間加工・熱間加工を容易にすることもできます。
例えば、白鋳鉄は長時間の焼きなまし処理を経て可鍛鋳鉄となり、可塑性が向上します。歯車は適切な熱処理プロセスを経て、熱処理されていない歯車よりも数倍、あるいは数十倍も耐用年数を延ばすことができます。また、安価な炭素鋼は、特定の合金元素の浸透を通じて、高価な合金鋼と同等の性能を発揮し、一部の耐熱鋼やステンレス鋼の代わりに使用できます。金型はほとんどすべて熱処理が必要で、熱処理後にのみ使用できます。
補助手段
I. アニーリングの種類
焼鈍処理とは、加工物を適切な温度に加熱し、一定時間保持した後、ゆっくり冷却する熱処理工程です。
鋼の焼鈍処理には多くの種類があり、加熱温度によって2つのカテゴリーに分けられます。1つは、焼鈍の臨界温度（Ac1またはAc3）以上で行うもので、相変化再結晶焼鈍とも呼ばれ、完全焼鈍、不完全焼鈍、球状焼鈍、拡散焼鈍（均質化焼鈍）などが含まれます。もう1つは、焼鈍の臨界温度以下で行うもので、再結晶焼鈍、応力除去焼鈍などが含まれます。冷却方法によって、焼鈍は等温焼鈍と連続冷却焼鈍に分けられます。
1、完全焼鈍と等温焼鈍
完全焼鈍は再結晶焼鈍とも呼ばれ、一般的には焼鈍とも呼ばれ、鋼または鋼材を20～30℃以上のAc3に加熱し、徐冷後、組織が完全にオーステナイト化するまで十分な時間保温することで、ほぼ平衡組織を得る熱処理プロセスです。この焼鈍は主に、各種炭素鋼および合金鋼の鋳物、鍛造品、熱間圧延形材の亜共晶組成に用いられ、溶接構造物にも用いられることがあります。一般的には、重量の軽いワークピースの最終熱処理、または一部のワークピースの予熱処理として用いられることが多いです。
2、ボールアニール
球状化焼鈍は、主に過共晶炭素鋼および合金工具鋼（これらの鋼に使用される刃物、ゲージ、金型、ダイスの製造など）に用いられます。その主な目的は、硬度を下げ、被削性を向上させ、将来の焼入れに備えることです。
3、応力除去焼鈍
応力除去焼鈍は、低温焼鈍（または高温焼戻し）とも呼ばれ、主に鋳物、鍛造品、溶接部、熱間圧延部品、冷間引抜部品などの残留応力を除去するために使用されます。これらの応力が除去されない場合、一定期間経過後、あるいはその後の切削工程で鋼材に変形や割れが生じる可能性があります。
4. 不完全焼鈍とは、保温と徐冷の間に鋼をAc1〜Ac3（亜共晶鋼）またはAc1〜ACcm（過共晶鋼）に加熱して、熱処理プロセスのほぼバランスの取れた組織を得ることです。
II.焼入れの場合、最も一般的に使用される冷却媒体は塩水、水、油です。
ワークピースを塩水で焼入れすると、高硬度と滑らかな表面が得られやすいものの、焼入れによる硬軟部組織の発生は少なく、ワークピースの変形が激しくなりやすく、ひび割れが発生することもあります。油を焼入れ媒体として使用するのは、過冷却オーステナイトの安定性が比較的大きい一部の合金鋼や小型炭素鋼ワークピースの焼入れにのみ適しています。
3.鋼の焼き戻しの目的
1、脆さを軽減し、内部応力を排除または軽減します。鋼の焼入れには大きな内部応力と脆さがあり、適切なタイミングで焼戻しを行わないと、鋼が変形したり、ひび割れたりすることがよくあります。
2、ワークピースの必要な機械的性質を得るために、ワークピースは焼入れ後に高硬度と脆性を持ちますが、さまざまなワークピースのさまざまな特性の要件を満たすために、適切な焼戻しを通じて硬度を調整し、必要な靭性、可塑性の脆性を低減することができます。
3、ワークピースのサイズを安定させる
4、一部の合金鋼は焼鈍しが難しく、高温焼戻し後に焼入れ（または焼きならし）を行うことが多い。これにより鋼中の炭化物が適切に凝集し、硬度が低下し、切断や加工が容易になる。
補足概念
1. 焼鈍：金属材料を適切な温度に加熱し、一定時間保持した後、徐冷する熱処理工程を指します。一般的な焼鈍工程には、再結晶焼鈍、応力除去焼鈍、球状化焼鈍、完全焼鈍などがあります。焼鈍の目的は、主に金属材料の硬度を下げ、可塑性を向上させ、切削加工や加圧加工を容易にし、残留応力を低減し、組織と組成の均質化を改善し、あるいは後者の熱処理によって組織を整えることです。
2. 焼準：鋼または鋼材を30～50℃（鋼材の臨界温度）以上に加熱し、適切な時間保持した後、静止空気中で冷却する熱処理工程を指します。焼準の主な目的は、低炭素鋼の機械的性質を向上させ、切削性および被削性を向上させ、結晶粒を微細化し、組織欠陥を除去し、後段の熱処理に備えて組織を整えることです。
3. 焼入れ：鋼をAc3またはAc1（臨界温度以下の鋼）まで加熱し、一定時間保持した後、適切な冷却速度で冷却し、マルテンサイト（またはベイナイト）組織を得る熱処理工程を指します。一般的な焼入れ工程には、単媒体焼入れ、二媒体焼入れ、マルテンサイト焼入れ、ベイナイト等温焼入れ、表面焼入れ、局部焼入れなどがあります。焼入れの目的は、鋼部品に必要なマルテンサイト組織を得ることで、ワークの硬度、強度、耐摩耗性を向上させ、後工程の熱処理に適した組織化の準備を整えることです。
4. 焼戻し：鋼を焼入れした後、Ac1以下の温度まで加熱し、一定時間保持した後、室温まで冷却する熱処理工程を指します。一般的な焼戻し工程には、低温焼戻し、中温焼戻し、高温焼戻し、多重焼戻しなどがあります。
焼き戻しの目的: 主に焼入れ時に鋼に生じた応力を除去し、鋼の硬度と耐摩耗性を高め、必要な可塑性と靭性を持たせることです。
5、焼戻し：鋼または鋼材に焼入れと高温焼戻しの複合熱処理を施すことを指します。鋼材の焼戻し処理に用いられる焼戻し鋼は、焼戻し鋼と呼ばれます。一般的には、中炭素構造用鋼および中炭素合金構造用鋼を指します。
6. 浸炭処理：浸炭処理は、炭素原子を鋼材の表層に浸透させる処理です。低炭素鋼のワークピースを高炭素鋼の表層に仕上げ、その後、焼入れと低温焼戻しを行うことで、ワークピースの表層部は高い硬度と耐摩耗性を有し、中心部は低炭素鋼の靭性と可塑性を維持します。
真空法
金属ワークの加熱・冷却工程は、完了までに数十、場合によっては数十もの工程を必要とします。これらの工程は真空熱処理炉内で行われるため、作業員が直接近づくことはできません。そのため、真空熱処理炉の自動化度はより高くなければなりません。同時に、金属ワークの加熱・保持工程や焼入れ工程など、一部の工程は6、7工程で構成され、15秒以内に完了する必要があります。このような機敏な状況で多くの工程を完了させると、作業員の緊張感や誤操作を引き起こしやすくなります。したがって、高度な自動化によってのみ、プログラムに従って正確かつタイムリーな調整が可能になります。
金属部品の真空熱処理は密閉された真空炉内で行われ、厳格な真空シールが求められます。そのため、炉本来の空気漏れ率を確保し、真空炉の作動真空度を確保することで、部品の真空熱処理品質を確保することが非常に重要な意義を持ちます。そのため、真空熱処理炉の重要な課題は、信頼性の高い真空シール構造を備えることです。真空炉の真空性能を確保するために、真空熱処理炉の構造設計は、炉体に気密溶接を採用する基本原則に従わなければなりません。同時に、炉体にできるだけ穴を開けないようにし、動的シール構造の使用を少なくするか避けることで、真空漏れの機会を最小限に抑えます。真空炉体に取り付けられた部品、水冷電極、熱電対輸出装置などの付属品も、構造をシールするように設計する必要があります。
ほとんどの加熱・断熱材は真空中でのみ使用できます。真空熱処理炉の加熱・断熱ライニングは真空・高温下で作業するため、これらの材料は耐熱性、放熱性、熱伝導性などの要件を満たしています。耐酸化性に対する要求は高くありません。そのため、真空熱処理炉では、タンタル、タングステン、モリブデン、グラファイトなどが加熱・断熱材として広く使用されています。これらの材料は大気中で非常に酸化されやすいため、通常の熱処理炉ではこれらの加熱・断熱材を使用することはできません。
水冷装置：真空熱処理炉の炉体、炉蓋、電熱素子、水冷電極、中間真空断熱扉などの部品は真空状態にあり、加熱作業を受けています。このような極めて不利な条件下での作業では、各部品の構造が変形したり損傷したりしないこと、また真空シールが過熱したり焼損したりしないことを保証する必要があります。したがって、各部品には状況に応じて水冷装置を設置することで、真空熱処理炉の正常な運転と十分な利用寿命を確保する必要があります。
低電圧大電流：真空容器を使用する場合、真空度が数lxlo-1torrの範囲にあるとき、真空容器内の通電導体は高電圧にさらされ、グロー放電現象が発生します。真空熱処理炉では、深刻なアーク放電が発生し、電熱素子や絶縁層が焼損し、重大な事故や損失を引き起こします。そのため、真空熱処理炉の電熱素子の動作電圧は、一般的に80～100ボルト以下に抑えます。同時に、電熱素子の構造設計においては、グロー放電やアーク放電の発生を防ぐために、部品の先端が極力接触しないようにする、電極間の電極間隔を狭くしすぎないなどの効果的な対策を講じる必要があります。
焼き戻し
ワークピースのさまざまな性能要件に応じて、さまざまな焼戻し温度に応じて、次の種類の焼戻しに分類できます。
（a）低温焼き戻し（150～250度）
焼戻しマルテンサイト組織を低温焼戻しする。その目的は、焼入れ鋼の高い硬度と耐摩耗性を維持し、焼入れ内部応力と脆性を低減することで、使用中の欠けや早期損傷を防ぐことである。主に、各種高炭素切削工具、ゲージ、冷間引抜金型、転がり軸受、浸炭部品などに使用され、焼戻し後の硬度は一般にHRC58～64となる。
（ii）中温焼戻し（250～500度）
焼き戻し石英体用の中温焼き戻し組織。その目的は、高い降伏強度、弾性限界、および高い靭性を得ることです。そのため、主に各種バネや熱間加工金型の加工に使用され、焼き戻し硬度は一般的にHRC35～50です。
（C）高温焼戻し（500～650度）
ソーナイトの組織は高温焼戻し処理が施されています。通常の焼入れと高温焼戻しを組み合わせた熱処理は、焼戻し処理と呼ばれ、強度、硬度、可塑性、靭性を高め、全体的な機械的特性を向上させることを目的としています。そのため、自動車、トラクター、工作機械、コネクティングロッド、ボルト、ギア、シャフトなどの重要な構造部品に広く使用されています。焼戻し後の硬度は、一般的にHB200～330です。
変形防止
精密複雑金型の変形原因は複雑であることが多いですが、その変形法則を習得し、原因を分析し、様々な防止策を講じることで、金型の変形を軽減するだけでなく、制御することも可能です。一般的に、精密複雑金型の熱処理では、以下の変形防止策を講じることができます。
（1）適切な材料選択。精密複合金型には、微細変形性に優れた金型鋼（例えば、空気焼入れ鋼）を材料として選択する必要があります。炭化物偏析が深刻な金型鋼は、適切な鍛造および焼戻し熱処理を施す必要があります。鋳物が大きく、鍛造できない金型鋼は、固溶体化二度熱処理を施す必要があります。
（2）金型構造設計は合理的で、厚さに差があってはならず、形状は対称的でなければなりません。大きな金型の変形に対して変形法則をマスターし、加工余裕を残しておきます。大型で精密で複雑な金型の場合は、構造を組み合わせて使用できます。
（３）精密で複雑な金型の場合は、加工過程で発生する残留応力を除去するために予熱処理を施す必要がある。
（4）加熱温度を合理的に選択し、加熱速度を制御します。精密で複雑な金型の場合は、徐加熱、予熱などのバランスの取れた加熱方法を採用して、金型の熱処理変形を低減することができます。
（５）金型の硬度を確保することを前提に、予冷、段階冷却焼入れ、または温度焼入れ工程を採用する。
（６）精密金型や複雑な金型の場合は、条件が許せば真空加熱焼入れと焼入れ後の深冷処理を施すようにしてください。
（７）精密で複雑な金型の場合は、予熱処理、時効熱処理、焼戻し窒化熱処理などを施して、金型の精度を制御することができる。
（８）鋳型の砂穴、気孔、摩耗等の欠陥を補修する場合は、冷間溶接機等の補修設備を使用して熱の影響による補修工程での変形を回避する。
また、熱処理工程の正しい操作（例えば、穴の塞ぎ、穴の結束、機械的な固定、適切な加熱方法、金型の冷却方向と冷却媒体の移動方向の正しい選択など）と合理的な焼戻し熱処理工程も、精密で複雑な金型の変形を減らす有効な対策です。
表面焼入れ焼戻し熱処理は、通常、誘導加熱または火炎加熱によって行われます。主な技術的パラメータは、表面硬度、局所硬度、および有効硬化層の深さです。硬度試験には、ビッカース硬度計、ロックウェル硬度計、または表面ロックウェル硬度計を使用できます。試験力（スケール）の選択は、有効硬化層の深さとワークピースの表面硬度に関連しています。ここでは3種類の硬度計が使用されています。
まず、ビッカース硬度計は熱処理ワークの表面硬度を試験する重要な手段です。試験力は0.5～100kgの範囲で選択でき、厚さ0.05mmという薄い表面硬化層も試験できます。その精度は最も高く、熱処理ワークの表面硬度の小さな差を区別することができます。また、有効硬化層の深さもビッカース硬度計で検出する必要があるため、表面熱処理加工や表面熱処理ワークを大量に使用する場合は、ビッカース硬度計の設置が不可欠です。
第二に、表面ロックウェル硬度計は表面硬化ワークの硬度試験にも非常に適しており、表面ロックウェル硬度計には3つのスケールから選択できます。 0.1mm以上の様々な表面硬化ワークの有効硬化深さを試験できます。 表面ロックウェル硬度計の精度はビッカース硬度計ほど高くありませんが、熱処理工場の品質管理および適格検査手段としての検出要件を満たすことができます。 さらに、操作が簡単で使いやすく、価格が安く、測定が速く、硬度値などの特性を直接読み取ることができるため、表面ロックウェル硬度計を使用すると、一連の表面熱処理ワークを迅速かつ非破壊で個別に試験することができます。 これは、金属加工および機械製造工場にとって重要です。
第三に、表面熱処理硬化層が厚い場合は、ロックウェル硬度計も使用できます。熱処理硬化層の厚さが0.4～0.8mmの場合はHRAスケール、0.8mmを超える場合はHRCスケールを使用できます。
ビッカース硬度、ロックウェル硬度、表面ロックウェル硬度の3種類の硬度値は、簡単に相互変換できます。規格、図面、またはユーザーが必要とする硬度値に換算できます。対応する換算表は、国際規格ISO、米国規格ASTM、中国規格GB/Tに記載されています。
局所的な硬化
部品の局部的な硬度要求が高い場合、誘導加熱などの局部焼入れ熱処理が利用可能です。そのような部品は通常、図面に局部焼入れ熱処理の位置と局部硬度値を記入する必要があります。部品の硬度試験は指定された領域で実施する必要があります。硬度試験機としては、ロックウェル硬度計が使用可能で、HRC硬度値を試験します。熱処理硬化層が浅い場合は、表面ロックウェル硬度計が使用可能で、HRN硬度値を試験します。
化学熱処理
化学熱処理とは、ワークピースの表面に1つまたは複数の化学元素（原子）を浸透させることで、ワークピース表面の化学組成、組織、および性能を変化させることです。焼入れおよび低温焼戻し後、ワークピースの表面は高い硬度、耐摩耗性、接触疲労強度を有し、ワークピース中心部は高い靭性を有します。
上記のように、熱処理工程における温度の検出と記録は非常に重要であり、温度管理が不十分だと製品に大きな影響を与えます。したがって、温度の検出は非常に重要であり、工程全体における温度の傾向も非常に重要です。そのため、熱処理工程の温度変化を記録することは必須であり、将来のデータ分析を容易にするだけでなく、どの時点で温度が要件を満たしていないかを把握するためにも役立ちます。これは、将来の熱処理工程の改善において非常に重要な役割を果たすでしょう。
操作手順
1、作業場所を清掃し、電源、計測機器、各種スイッチが正常かどうか、水源がスムーズかどうかを確認します。
2、作業者は適切な労働保護具を着用しなければ危険です。
3、制御電源ユニバーサル転送スイッチを開き、設備の技術要件に応じて段階的な温度上昇と下降セクションを調整し、設備の寿命を延ばし、設備をそのままにします。
4、熱処理炉の温度とメッシュベルトの速度調節に注意し、さまざまな材料に必要な温度基準を習得し、ワークピースの硬度と表面の直線性と酸化層を確保し、安全性を重視します。
5、焼戻し炉の温度とメッシュベルトの速度に注意し、排気を開放して、焼戻し後のワークが品質要件を満たすようにします。
6、作品の中でポストにこだわるべきです。
7、必要な消防設備を設置し、使用及び保守方法を熟知する。
8、機械を停止するときは、すべての制御スイッチがオフ状態になっていることを確認してから、ユニバーサル転送スイッチを閉じます。
過熱
ローラーアクセサリ軸受部品の粗い口からは、焼入れ後のミクロ組織が過熱されているかどうかを観察できます。しかし、正確な過熱度を判断するには、ミクロ組織を観察する必要があります。GCr15鋼の焼入れ組織に粗大な針状マルテンサイトが出現した場合、それは焼入れ過熱組織です。焼入れ加熱温度が高すぎるか、加熱保持時間が長すぎることが、過熱範囲全体によって引き起こされた可能性があります。また、元々の炭化帯組織が深刻で、2つの炭化帯の間の低炭素領域に局所的に厚い針状マルテンサイトが形成され、その結果、局所的な過熱が発生する可能性もあります。過熱組織中の残留オーステナイトが増加し、寸法安定性が低下します。焼入れ組織の過熱により、鋼の結晶が粗大になり、部品の靭性が低下し、耐衝撃性が低下し、軸受寿命も短くなります。過熱がひどいと、焼入れ割れが発生することもあります。
加熱不足
焼入れ温度が低い、または冷却が不十分な場合、ミクロ組織に標準以上のトレナイト組織（加熱不足組織と呼ばれる）が生成され、硬度が低下し、耐摩耗性が大幅に低下し、ローラー部品ベアリングの寿命に影響を与えます。
焼入れ亀裂
ローラーベアリング部品は、焼入れおよび冷却の過程で内部応力によりクラック（焼割れ）が発生します。このようなクラックの原因としては、焼入れ時の加熱温度が高すぎる、または冷却が急速すぎる、熱応力および金属質量の体積変化が組織内の応力が鋼の破壊強度を超える、加工面の元々の欠陥（表面のクラックや傷など）または鋼の内部欠陥（スラグ、重大な非金属介在物、白斑、引け残りなど）により焼入れ時に応力集中が発生する、表面の脱炭が著しく、炭化物が偏析する、焼戻し後に焼入れした部品の焼戻しが不十分または時期尚早である、前工程による冷間パンチ応力が大きすぎる、鍛造時の折り曲げ、深い旋削加工、油溝の鋭いエッジなどが挙げられる。つまり、焼割れの原因は上記の要因の1つまたは複数である可能性があり、内部応力の存在が焼割れ発生の主な原因です。焼入れ割れは深く細く、破断は直線的で、破断面には酸化色がありません。軸受鋼のカラーでは、多くの場合、縦方向の平らな割れやリング状の割れが見られます。軸受鋼のボールでは、S字型、T字型、またはリング状の割れが見られます。焼入れ割れの組織学的特徴は、割れの両側に脱炭現象が見られないことであり、鍛造割れや材料割れと明確に区別できます。
熱処理変形
NACHIベアリング部品の熱処理工程では、熱応力と組織応力が発生します。これらの内部応力は、互いに重なり合ったり、部分的に相殺したり、複雑かつ変動します。加熱温度、加熱速度、冷却モード、冷却速度、部品の形状やサイズによって変化するため、熱処理による変形は避けられません。ベアリング部品の変形（例えば、フランジの楕円形、サイズアップなど）を制御範囲内に収めるには、熱処理工程におけるルールを熟知し、それを習得する必要があります。もちろん、熱処理工程では機械的な衝突によって部品が変形することもあります。しかし、この変形を工程改善によって軽減・回避することができます。
表面脱炭
ローラーアクセサリーベアリング部品の熱処理工程において、酸化媒体中で加熱すると表面が酸化され、部品表面の炭素質量率が低下し、表面脱炭が発生します。表面脱炭層の深さが最終加工時の残留量を超えると、部品は廃棄処分となります。表面脱炭層の深さの測定には、金属組織学的検査と微小硬度測定法が利用可能です。表面層の微小硬度分布曲線は測定方法に基づいており、判定基準として使用できます。
弱点
加熱不足、冷却不足、焼入れ不良などにより、ローラーベアリング部品の表面硬度が不十分なため、焼入れ軟化点と呼ばれる現象が発生します。これは表面脱炭に似ており、表面耐摩耗性と疲労強度に深刻な低下をもたらす可能性があります。
投稿日時: 2023年12月5日