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焼入れと焼戻し：鋼の熱処理プロセスと性能の最適化
焼入れと焼戻し（焼入れ + 焼戻し）は、鋼の一般的な熱処理プロセスであり、通常は鋼の特性を改善するために使用されます。焼入れと焼戻しの主な目的は、適切な加熱と冷却のプロセスを通じて鋼のバランスの取れた組織構造を実現し、強度、硬度、靭性を向上させることです。このプロセスには通常、次の手順が含まれます。
- 加熱（オーステナイト化）：まず鋼を臨界温度（オーステナイト化温度）以上に加熱し、完全にオーステナイト（オーステナイト）に変態させて、高温鋼構造にします。
- ソーキング: 鋼を一定時間高温に保ち、組織の均質化を確実にします。このステップにより、材料の硬化性が向上します。
- 冷却（焼入れ）：鋼は急速に冷却され、オーステナイトが急速にマルテンサイトに変換され、硬度が高まります。冷却媒体の選択と冷却速度の制御は、焼入れおよび焼戻しプロセスの成功にとって非常に重要です。
- 焼き入れ: 焼き入れ焼き戻しされた鋼は通常、脆くて硬すぎるため、硬度を下げて靭性を高めるために焼き戻しを行う必要があります。この手順では、鋼を低温に再加熱し、一定時間保温した後、冷却します。
焼入れ焼戻し鋼は、ある程度の靭性を維持しながら、より高い強度と硬度を備えています。このため、多くのエンジニアリング用途、特に強度と靭性のバランスが求められる用途に適しています。鋼の種類や焼入れ焼戻しパラメータ（温度、時間、冷却速度など）が異なると、特性も異なることに注意してください。したがって、焼入れ焼戻しを実行するときは、特定の合金組成と用途要件に基づいて適切なプロセス計画を作成する必要があります。炭素鋼は最終的な熱処理なしで使用されることがよくありますが、製造特性と機械的特性を向上させるために、焼鈍、焼き戻し、焼き戻しを行うことができます。
ss400 軟鋼
SSS400 / Q235は、炭素含有量が0.12％〜0.2％の一般的な低炭素構造用鋼で、10号鋼と20号鋼に相当します。理論的には、焼入れしてマルテンサイトを得ることができますが、マルテンサイト炭素の過飽和度が非常に低く、焼入れ後の硬度は非常に低く、約170HBSに過ぎません。この鋼の供給状態の硬度は約144HBSです（工場を出荷する前に標準化されています）。Q235で焼入れすると、強度と硬度の増加は明らかではなく、変形、割れ、酸化、脱炭、熱処理コストなどの熱処理の欠点にも直面する必要があることがわかります。これは非常に不経済です。 ss400軟鋼は通常、熱処理なしで購入されます。通常、大量の鋼材が必要なエンジニアリングプロジェクトで使用されます。量は膨大です。 通常は熱間圧延後に使用されます。熱間圧延とは、熱処理を標準化することを意味します。熱処理を行わない理由はいくつかあります。
- これらの場合、高度な機械要件は必要ありません。
・鋼材の体積が大きすぎるため、熱処理が現実的ではない。
- 材料が安価で、品質要件が比較的低く、低炭素鋼であるため、熱処理効果があまり良くありません。
- 硬化にQ235を使用する必要がある場合、浸炭しかできませんが、コスト効率が良くありません。
1045/S45C 炭素鋼
1045 / S45C鋼は、一般的に使用されている中炭素焼入れ焼戻し構造用鋼です。この鋼の冷間可塑性は平均的です。焼鈍と焼戻しは、焼入れと焼戻しよりもわずかに優れています。強度が高く、機械加工性が優れています。適切な熱処理後、ある程度の靭性、可塑性、耐摩耗性を得ることができます。材料源は便利です。水素溶接とアルゴンアーク溶接に適していますが、ガス溶接には適していません。溶接前に予熱が必要であり、溶接後に応力除去焼鈍を行う必要があります。焼戻しにより、硬度が160HBS未満のブランクの切削性能が向上します。焼入れ焼戻し処理後、この鋼の総合的な機械的特性は、他の中炭素構造用鋼と比較して最適化されるはずです。ただし、この鋼の硬化性は低いです。水中での硬化可能臨界直径は12〜17mmで、水焼入れ中に割れる傾向があります。 直径が80mmを超える場合、焼入れ焼戻しまたは焼ならし処理後の機械的性質は同様です。中型および小型金型部品の場合、焼入れ焼戻し処理後により高い強度と靭性が得られます。
1045/S45C炭素鋼の用途:
- DIN 6883-1956 ウェッジキーの製造材料の 1 つとして使用できます。グレード 8.8 および 9.8 M16 以下のボルト、グレード 10.9 および M22 以下のボルト、グレード 8、9、10 のナット、グレード 300HV のワッシャーの製造に使用できます (JC/T 5057 を参照)。40-1995。
- 8.8S M20以下の鋼構造用高強度大型六角ボルト、10Hまたは8Hの大型六角ナット、性能等級35～45HRCの高強度ワッシャーの製造に使用できます。GB/T 1231-2006を参照してください。
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4スチールQ+T
上記の材料はすべて低炭素合金鋼で、クロム、モリブデンなどの合金元素が含まれており、焼入れ性が高く、焼戻し脆性がありません。25CrMo4合金鋼は、500度以下で十分な高温強度、非常に良好な溶接性、冷間割れ形成傾向が少なく、機械加工性および冷間ひずみ塑性に優れています。35CrMo4鋼は、一般に焼入れ焼戻しまたは浸炭焼入れ状態で使用されます。この鋼の熱処理仕様：880度で焼入れ、水冷、油冷。500度で焼戻し、水冷、油冷。42CrMo4合金鋼は、非腐食性媒体および動作温度が250度未満で窒素と水素の混合物を含む媒体で動作する高圧パイプや各種ファスナー、およびギアやシャフトなどの高級浸炭部品の製造に使用されます。
