実務でも良く目にする 熱処理の表記。
普段使っている人でない限り、なぜ強くなるか、なぜ焼入れするのか？よく分かっていない場合が良くあります。
特にエンジニアとして働くのであれば、理解していた方が仕事の幅もアイデアも広がります。
ここでは極めて簡単にポイントを絞って記述するので、もっと詳しく知りたいという方はページ最下部に参考にした本を載せておきますのでご参考に。
目次
焼入れ・焼戻しとは
金属材料の組織を変化させて強く、硬くする目的で実施される
焼入れと焼戻しはほぼ100%セットで行います。
焼入れ・焼戻しを行うことで、”引張強さ”と”硬さ”が高まります。
ただし、どんな材料でも強くなるわけではありません。（下部のまとめに記載しています）
炭素を多く含むS45Cや焼入れ性を向上させた鋼材等、焼入れの効果が高い”焼入れ性が良い材料”が存在します。
次に焼入れ、焼戻しについてそれぞれ何をしているか記述します。
焼入れとは
金属材料に対する焼き入れとは
金属がオーステナイト化する温度よりも少し高い温度で熱した後、油で急冷することでマルテンサイト組織に変態させること
一言で言うならば、焼入れは「炭素原子が金属の組織に入り込み、硬さを手に入れるために行う」
硬くなるのと同時に脆くもなります。
変態とは、結晶構造が変化することをいいます。
焼戻しとは
焼入れ後の硬く脆くなった金属に行う処理です。
組織が変化しない程度に再加熱することで靭性を付与する
つまり、硬くて脆い材料を使えるように整えているイメージです。
よって焼入れ焼戻しはセットで行うようになっているのです。
その他の熱処理
焼入れ・焼戻しは熱処理のうちの一つです。
代表的な熱処理を紹介しておきます。
焼なまし
金属材料を軟らかくし、ひずみ除去や加工性を向上させるために行う
炭素量の多い鋼材に行います。
金属が変態する程度の温度まで熱し、炉内でゆっくり冷却して粗いパーライト組織にします。
焼ならし
金属材料の組織を均一化して、性質のムラをならすために行う
鋼材の機械的性質を改善して、安定したものにします。
金属が変態するよりも高い温度で熱し、空冷で比較的急激に冷却して微細なパーライト組織にします。
焼なましと焼ならしはどちらもパーライト組織を作るために行いますが、得られる”粗さ”に違いがあります。
まとめ
熱処理について記述しました。
熱処理はS45Cなどの特殊鋼（普通鋼に比べて炭素量が多い金属）に行う処理です。
SS400（普通鋼）では炭素量が少ないため、熱処理は効果が期待できません。
SS400 では強度や硬さが不足する部品に、S45Cなどの焼入れ材を限定的に使用することが主な使われ方です。
なお、SS材の成分は不純物以外の上限値が規定されていません。特殊鋼には成分それぞれの規定値が決まっています。価格も考えながら設計していきたいですね。
SS400の応力度についてまとめた記事はこちら
もし少しでもお役に立てたならうれしいです！
今後ともよろしくお願いします。
参考文献
熱処理以外にも材料の基礎が学べる一冊です。
機械エンジニア必読です！！
