熱処理
材料にいろいろな組み合わせの加熱と冷却を行い、材料の性質を改善、変更する処理のこと。金属材料の場合では、熱処理によって金属組織が変化し、必要とされる性質や状態を付与することができる。鉄鋼材料の焼き入れ、焼きなましなどが代表的なものである。自動車ではエンジン、ミッション、アクスル関係の鍛造部品を主体に種々の熱処理が行われていて、機械加工前に行う調質(焼入れ焼もどし)や、機械加工完了後に熱処理を行うものがある。なお、最近は非調質鋼の採用が増え、調質処理を行うことは少なくなっている。
熱処理
| heat treatment | ||
固体の鉄鋼製品が全体として又は部分的に熱サイクルにさらされ、その性質及び／又は組織に変化をきたすような一連の操作。
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熱処理
鉄鋼に代表される、一部の金属は加熱や冷却によってその内部組織に変態が起こり、性質が大きく変化する場合がある。
熱処理とはこうした特性を利用して、材料の特性向上を目的に行われる処理のことである。
圧延など、金属を冷間加工した場合、組織の格子欠陥が増大して硬化する（加工硬化）。これを融点の半分程度まで加熱すると、熱エネルギーにより結晶が再構築されて元の硬さに戻る（回復）。このときの温度を再結晶温度と呼ぶ。
鋼の場合、温度と冷却時間によって、パーライト、オーステナイト、マルテンサイト、ソルバイトといったそれぞれ異なった結晶構造に変態する。
焼ならしは鋼をパーライト組織にする熱処理で、高温に熱して一旦オーステナイト組織にした後、徐々に冷却してパーライト組織を得る。この際、加工硬化の影響が無くなり、靭性が改善される。焼ならしは前処理として行われることが多い。
焼入れは、鋼を熱してオーステナイト状態にした後、水中または油中で急冷してマルテンサイト組織に変態させる。これにより硬度は硬くかつもろくなる。
マルテンサイト組織の鋼は、もろいので再度熱処理を行い、靭性を回復させる。これを焼戻しという。
金属を再結晶温度以上に熱することを焼なまし（焼き鈍し）といい、これにより加工硬化などを起こしていた組織が再結晶によって整えられる。これにより硬度は下がり、加工応力が除去される。結晶組織も均質化するため、加工の前後工程として行われることが多い。
| 熱処理の種類 | ||
|---|---|---|
| 鋼をオーステナイト状態から徐々に冷却して、パーライト組織にする。 | 加工硬化の除去。靭性の改善。 | |
| 鋼をオーステナイト状態から急冷してマルテンサイト変態を起こさせる処理。 | 硬度が増す。 靭性が低くなる。 | |
| 焼戻し | 焼入れした鋼を、再度600度付近熱処理することにより、マルテンサイト組織がソルバイトに変態する。 | 焼入れによって低くなった靭性を高くする。 |
| 焼なまし | 金属を再結晶化温度以上に熱することにより、組織を均質化し加工応力を除去する。 | 残留応力の除去、硬度を低くする、結晶組織を均質化する。 |
用語解説
熱処理
熱処理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/10/19 05:02 UTC 版)
- ^ JIS B 6905 1995, p. 3.
- ^ ASTM A941-10a, p. 5.
- ^ 日本機械学会（編）、2007、『機械工学辞典』第2版、丸善 ISBN 978-4-88898-083-8 p. 1307
- ^ 山方 2010, p. 96.
- ^ a b 日本熱処理技術協会（編） 2013, p. 131.
- ^ 山方 2010, p. 102.
- ^ a b JIS B 6905 1995, p. 4.
- ^ JIS G 0201 2000, p. 11.
- ^ a b c d JIS B 6905 1995, p. 5.
- ^ JIS B 6905 1995, p. 2.
- ^ a b 日本熱処理技術協会（編） 2013, p. 121.
- ^ a b ASTM A941-10a, p. 1.
- ^ a b JIS G 0201 2000, p. 8.
- ^ ASTM A941-10a, pp. 1, 3.
- ^ "焼きなまし(焼鈍し)". 世界大百科事典 第２版. コトバンクより2020年9月22日閲覧。
- ^ a b 日本熱処理技術協会（編） 2013, p. 134.
- ^ 大和久 2008, p. 16.
- ^ 田中 良平（編）、2010、『ステンレス鋼の選び方・使い方』改訂版、日本規格協会〈JIS使い方シリーズ〉 ISBN 978-4-542-30422-2 p. 112
- ^ 山方 2010, p. 110.
- ^ a b JIS G 0201 2000, p. 13.
- ^ a b ステンレス協会（編）、1995、『ステンレス鋼便覧』第3版、日刊工業新聞社 ISBN 4-526-03618-8 p. 89
- ^ a b 土田 信・吉田 英雄、1989、「アルミニウムの熱処理」、『軽金属』39巻8号、軽金属学会、doi:10.2464/jilm.39.587 pp. 592–594
- ^ 村上 陽太郎、1987、「チタン合金の相変態と熱処理」、『鉄と鋼』73巻3号、日本鉄鋼協会、doi:10.2355/tetsutohagane1955.73.3_420 pp. 424–426
- ^ a b 大和久 2008, p. 26.
- ^ a b “析出硬化”. 伸和熱処理. 2020年7月22日閲覧。
- ^ 日本熱処理技術協会（編） 2013, p. 135.
- ^ a b JIS G 0201 2000, p. 12.
熱処理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/10/21 09:17 UTC 版)
褐色電融アルミナの研磨材は、加熱すると壊れにくくなる。粒内の非晶質が表面に滲み出し、破壊の起点となる傷を埋めるためである。
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熱処理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/21 15:54 UTC 版)
「オーステナイト系ステンレス鋼」の記事における「熱処理」の解説
オーステナイト系ステンレス鋼に施される熱処理としては、固溶化熱処理、応力除去焼なまし、安定化処理の3つである。マルテンサイト系のように焼入れで硬化させることはできない。 固溶化熱処理（または固溶化処理、溶体化処理）は高温にして急冷させる処理で、大抵のオーステナイト系には施される。高温にすることによってクロム炭化物や窒化物をオーステナイト基地組織に固溶させ、そこから急冷して完全なオーステナイト組織を得る。これによって耐食性が向上し、特に鋭敏化を抑えることができる。加工硬化も同時に除去することができる。固溶化熱処理の温度は炭素と窒素の固溶温度に依存する。一般的に 1000 ℃ 以上まで昇温させる。前述の鋭敏化が起きる温度範囲を急冷で通過させる必要がある。 応力除去焼なましは高温に加熱することで加工や溶接による残留応力を除去するための熱処理で、オーステナイト系の場合は 800 ℃ 程度に加熱後急冷する。残留応力は応力腐食割れの助長し、絞り加工時には置割れを起こす可能性があるため、それらの懸念がある場合に行われる。安定化処理は安定化オーステナイト系鋼種に対して行われる熱処理で、チタンやニオブの安定化元素の炭化物を確実に安定させるために行われる。固溶化熱処理後に行い、850–930 ℃ に加熱して水冷する。
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熱処理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/21 15:55 UTC 版)
「オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼」の記事における「熱処理」の解説
二相系の靭性・延性を最大に発揮させる熱処理は、950–1100℃に加熱後急冷する固溶化熱処理である。熱間成形加工後には、靭性や耐食性を回復させるために固溶化熱処理が必須といえる。固溶化温度によって組織中のフェライト量が増減する。950–1100℃での固溶化熱処理によって、フェライト・オーステナイト比率を理想的な1対1にすることができる。ただし、二相系は固溶化温度でかなり柔らかくなるので高温中にワークが歪む可能性がある。常温では高強度になるため、オーステナイト系よりも二相系は事後の歪み修正がやりづらい。大径薄肉パイプなどを熱処理する際には、形状を保てるような支えを使うといった処方が考えられる。 700–1000℃で徐冷すると、フェライトから前述のσ相や金属間化合物が析出する。σ相が析出すると、析出部近辺でクロムとモリブデンの欠乏が起こり、耐孔食性が低下する。また、金属間化合物の析出は靭性・延性の低下を引き起こす。このような点から、固溶化温度からは急冷が望ましい。また、二相系には475℃脆化も起こるので、475℃近辺での長時間加熱も靭性と耐食性の低下を引き起こす。二相系はオーステナイトも組織に混在するので、475℃脆化の悪影響はフェライト系ほどではないともいわれる。475℃脆化が起こるまで長時間を要するので通常の製造過程では問題とならないが、応力除去熱処理を行う場合などには注意を要する。
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熱処理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/15 16:24 UTC 版)
熱処理は、ステンレス鋼の製造過程の最終工程あるいは中間工程として行われる。特にステンレス鋼の場合、その金属組織を最終的に決めるという点において熱処理工程は重要である。熱処理は耐食性、機械的性質、さらには物理的性質にも影響する点でも重要性を持つ。 固溶化熱処理は、主にオーステナイト系およびオーステナイト・フェライト系に施される熱処理である。具体的な温度は鋼種によって異なるが、おおよそ 950 °C から 1150 °C まで加熱した後に急冷する。固溶化熱処理によってそれぞれの目的の金属組織にし、さらに耐食性や機械的性質を回復させる。特に固溶化熱処理には、クロム炭化物や窒化物を固溶させ、鋭敏化を防いで耐食性を確実にする効果がある。析出硬化系の前処理としても行われる。 焼入れと焼戻しは、主にマルテンサイト系に施される。焼入れは、加熱して組織をオーステナイトにした後、冷却して組織をマルテンサイトにする熱処理で、マルテンサイト系には必須の熱処理といえる。JIS SUS420J2 の例で、おおよそ 920 °C から 950 °C まで加熱して油冷する。焼戻しは、靭性を回復するために焼入れ後に引き続いて行われる熱処理で、約 600–750 °C に加熱して冷却する高温焼戻しと、約 150–200 °C に加熱して冷却する低温焼戻しがある。 焼なましは、フェライト系やマルテンサイト系などに施される。 おおよそ 780 °C から 900°C に加熱し、空冷または徐冷する。 フェライト系の場合は、焼なまし後そのまま使用に供される。焼なましによって、靭性向上や加工ひずみ除去を行う。一方、マルテンサイト系の場合は、成形や切削の前段階として焼なまし状態にすることが多い。マルテンサイトにした後では硬くて成形や切削が困難になるため、焼なましによってマルテンサイト系の組織を一旦フェライト組織にする。その後に成形・切削し、それから焼入れ・焼戻しする。また、有害な残留応力を除去する応力除去焼なましなどをオーステナイト系に施すこともある。 時効硬化処理は析出硬化系特有の熱処理で、固溶化熱処理後の材料を加熱・一定時間保持し、析出硬化を起こさせる。高温で時効硬化処理を行えば保持時間は短くできるが、達成可能な強度は低くなる。マルテンサイト系析出硬化型の 630 の例では、470 °C で1時間保持して空冷という条件や 630 °C で4時間保持して空冷という条件が規定されている。 ステンレス鋼の熱処理上気を付けるべき点としては、フェライト系の475°C脆性やσ相脆化、マルテンサイト系の焼戻し脆性などがあり、適切な温度制御が求められる。また、過加熱による結晶粒の粗大化も注意点である。
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熱処理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2017/12/09 14:32 UTC 版)
鋼の焼入れ焼戻しなどと同様に、熱処理を行うことによってチタン合金の機械的性質を変えることができる。α 型合金から β 型合金になる連れて、熱処理による性質改変の余地が大きくなる。α 型合金では熱処理による強度向上の余地がないが、α+β 型合金と β 型合金は、溶体化処理と時効処理と呼ばれる熱処理を行うことによって強度を向上させることができる。 溶体化処理とは、材料を加熱保持することによって溶質元素を均一に固溶させ、その後急冷させる熱処理のことで、時効処理とは、溶体化処理された材料が時間とともに材質が変化することを利用した熱処理のことである。高強度を得る目的では、β 型合金の場合は β 相 ⇔ α+β 相の変態温度直上まで温度を上げて、α+β 型合金の場合は、β 相 ⇔ α+β 相の変態温度直下まで温度を上げて、溶体化処理を行うのが一般的である。さらに、β 型合金の場合は 440-530 ℃程度まで、α+β 型合金の場合は 430-650 ℃程度まで再度温度を上げ、一定時間保持して時効処理を行う。 β 型合金に溶体化時効処理を行うと、β 相の中に α 相が微細析出する。これによって硬化し、高強度となる。どのような強度となるかは、析出する α 相の大きさ・形状・容積率に左右される。α+β 型合金の場合は、熱処理によってどのような組織が得られるかは β 相の安定度によって異なる。β 相の安定度が比較的高い場合は β 型合金に近い組織変化が起こる。溶体化処理後には β 相が残留し、時効処理によって微細な α 相が析出する。β 相安定度が比較的低い場合、溶体化処理後に β 相がマルテンサイトの α’ 相あるいは α’’ 相や微細な針状 α 相などに変化する。さらに、組織を安定化させるために時効処理を行い、マルテンサイトを α+β 相に分解させる。 β 型合金と α+β 型合金ともに、熱処理を適切に施さなかった場合、「ω 脆性」と呼ばれる脆化が起こるので注意を要する。これは「ω 相」と呼ばれる六方晶系の相によって引き起こされる。ω 相には2種類ある。一つは α+β 相の領域を持つチタン合金を急冷して β 相を残留させる過程で無拡散変態によって現れるもので、「非熱的 ω 相」や「athermal ω 相」と呼ばれる。もう一つは準安定な β 相を 400 ℃ 以下で時効処理したときに拡散変態によって現れるもので、「熱的 ω 相」や「isothermal ω 相」と呼ばれる。 他には、一定温度まで加熱後・保持後に徐冷させる焼なましも行われる。応力除去焼なまし、安定化焼なましなどが行われる。
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熱処理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/01/31 06:13 UTC 版)
「ポリアクリロニトリル」の記事における「熱処理」の解説
PAN を空気中で熱処理 (400-600 ℃) すると、環化が起こり不融化する。非酸素条件で熱処理 (600-1300 ℃) すると炭素繊維が、2000 ℃ 以上では黒鉛繊維が得られる。
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熱処理
「熱処理」の例文・使い方・用例・文例
- あなたはこの部品を熱処理してください。
- 食べるための料理に熱処理をしていない
- 特に熱処理によって、堅くなる、柔軟になる、また弾力的になる
- ベッセマー製鋼法で銑鉄を鉄に変換するのに使用される耐熱処理した炉
- 強度を上げたり熱処理を容易にするための、合金を作るのに必要な成分（通常はニッケル、クロミウム、銅、モリブデン）を含んだ鋳鉄
- 熱処理する
- 低炭素鋼の表面を硬化させる熱処理をすること
- 焼き均しという,金属の熱処理
- 窯で鉱物質原料を高熱処理して製品を作る工業
- 搾っただけで加熱処理をしていない醤油
- 加熱処理をしていない肉
- 加熱処理をしていない味噌
- 塩浴炉という,鋼の脱炭や酸化防止用の熱処理炉
- 水酸化アルミニウムという化合物を熱処理して,気体の脱湿乾燥能をもつようになったもの
- 天然の蛋白質を熱処理,化学処理で人工的に変化させた蛋白質
- 型くずれを防ぐために衣服を樹脂などで熱処理すること
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