「四つの火」という用語は、鋳物の性能と品質を向上させるために不可欠な、焼鈍、焼ならし、焼入れ、焼戻しの 4 つの熱処理プロセスを指します。
4つの火災の具体的な定義と役割は次のとおりです。
- アニーリング：目的は、硬度を下げ、可塑性を改善し、内部応力を除去し、組織を洗練し、組織の不均一性を排除することです。
- 正規化:その目的は、組織を洗練し均質化し、その機械的特性を改善することです。
- 硬化:目的は、硬度、強度、耐摩耗性を高めることです。
- 焼き入れ:目的は、焼入れによって生じた内部応力を除去したり、強度や硬度を下げて靭性を向上させることです。
- アニーリング：金属材料を特定の温度まで加熱し、一定時間保持した後、ゆっくり冷却すること。
- 正規化:金属材料はある温度まで加熱され、ある時間保持された後、静止空気中で冷却されます。
- 焼入れ:金属材料を一定の温度に加熱し、一定時間保持した後、冷却剤に入れて急速に冷却します。
- 焼き入れ:焼入れした金属材料を一定の温度まで再加熱し、一定時間保持した後、ゆっくりまたは急速に冷却します。
これら 4 つの熱処理プロセスにより、鋳物の特性が大幅に向上し、特定の用途に適したものになります。
「4つの火」にはそれぞれ異なる適用シナリオがあります。
アニーリングの応用シナリオ
- 硬度を下げ、加工性を向上させる：焼鈍処理によって硬度を下げ、可塑性を向上させ、その後の切削処理を容易にするなど、鋳物の加工性を向上させる必要がある場合に適用されます。
- 内部応力を除去し、サイズを安定させる: 溶接部品や冷間加工部品の場合、焼鈍処理によって内部応力を除去し、変形や割れの傾向を減らし、ワークピースのサイズを安定させることができます。
- 結晶粒の微細化、組織の調整：焼鈍処理により結晶粒を微細化し、組織を調整し、組織上の欠陥を排除し、鋼部品の可塑性と靭性を向上させます。
正規化の応用シナリオ
- 硬度と切削性能の向上: 低炭素鋼または低炭素合金鋼の場合、焼準化により硬度と切削性能が向上します。
- 応力とワイル組織化を排除: 中炭素鋼および合金構造用鋼の場合、正規化によって応力とワイル組織化を排除し、組織を均質化して洗練させることができます。
- 鋳鋼鋳物の改良: 鋳鋼鋳物の場合、焼ならし処理により鋳物の組織を改良し、切削性能を向上させることができます。
焼入れの応用シナリオ
- 硬度、強度、耐摩耗性の向上：焼入れは、硬度と耐摩耗性を向上させ、部品の性能を満たすために、工具、ゲージ、金型などで広く使用されています。
- 特殊鋼の特殊な物理的および化学的特性を満たす: 焼入れにより、鋼のいくつかの特殊な特性を利用して、強磁性の強化や耐食性の向上など、特定の物理的および化学的特性を得ることができます。
焼戻しの応用シナリオ
- 鋳鋼部品の機械的特性を調整します。焼戻しにより鋳鋼部品の機械的特性を調整し、耐摩耗性を高めて鋳鋼部品の使用に関するユーザーの要件を満たすことができます。
- 鋳物の内部応力を除去: 焼戻しにより鋳物の内部応力が除去され、性能が向上し、ワークピースの形状が安定します。
- 鋳鋼部品の内部組織安定性の向上：焼戻しにより鋳鋼部品の内部組織安定性が向上し、使用過程における組織変化が防止され、幾何学的寸法と性能安定性が維持されます。
鋳造における「4つの火」、すなわち焼鈍、焼ならし、焼入れ、焼き戻しのうち、焼入れ一般的に、材料特性に最も大きな影響を与えるプロセスであると考えられています。硬化により、材料の硬度と耐摩耗性が大幅に向上し、ギアやベアリングなど、高い応力と摩擦を受ける部品の製造に適したものになります。
硬化が材料特性に与える影響は次のとおりです。
- 硬度と耐摩耗性の向上：焼入れは、急速な冷却によって材料内に硬くて脆いマルテンサイト組織を形成することで、材料の硬度と耐摩耗性を大幅に向上させます。
- 内部ストレスの増加:焼入れ中は、冷却速度が非常に速いため、材料内に大きな内部応力が発生し、部品の変形や割れにつながる可能性があります。
焼入れは、急速冷却によって材料の硬度と強度を高めるために設計された熱処理プロセスの 1 つです。次に、一般的な焼入れ方法とその利点と欠点を示します。
金属熱処理は機械製造における重要な工程の一つです。他の加工工程と比較すると、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えませんが、ワークピースの内部微細構造を変えたり、ワークピースの表面の化学組成を変えたりすることで、ワークピースに使用特性を与えたり、改善したりします。
