熱処理：焼なまし、焼ならし、焼入れ、焼戻し

鋼の加工には、焼きなまし、焼きならし、焼き入れ、焼き戻しなどの熱処理が必要な場合が多い。しかし、超硬材料は一般的に熱処理を必要とせず、応力緩和処理だけで済む場合もある。

熱処理とは何か、その目的は何か。

熱処理とは、固体の金属や合金を制御された方法で加熱し、特定の温度に保持し、冷却して所望の構造や特性を得るプロセスである。熱処理の主な目的は以下の通り：

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1. 硬度、強度、靭性を高める。
2. 表面の耐摩耗性と耐食性を向上させる。
3. 加工時の加工性を高める。
4. 加工時に発生する内部応力を除去する。
5. クエンチングとは何か、クエンチング中に守るべきルールとは？

加熱装置

焼入れは、鋼部品をAc3点またはAc点以上の温度に加熱し、その温度に一定時間保持した後、急冷してマルテンサイト組織および/またはベイナイト組織を得る熱処理プロセスであり、これにより鋼部品の強度と硬度が向上する。焼入れの際には以下のルールに従うべきである：

1. 急冷温度は維持しなければならない。この温度に達しない場合は、適切な冷却媒体に入れる前に、部品をさらに加熱し、一定時間保持する必要がある。
2. 所望の硬度が得られるのであれば、より低い温度で急冷することが望ましい。
3. 大きな炭素鋼部品は水焼き入れされ、小さな部品は油焼き入れされる。温度が550～600℃の場合は水焼き入れ、200～300℃の場合は油焼き入れが採用される。
4. 超硬部品 一方、薄くて繊細な工具は油で冷却される。
5. 鋸刃のような細長い鋼部品は、変形を最小限に抑えるため、焼入れ中は鉄板に固定することが望ましい。
   焼き戻しとは？焼き戻しの種類とその目的とは？

超硬加熱

焼き戻しとは？焼き戻しの種類とその目的とは？

焼入れは鋼部品の硬度と強度を高めることができるが、同時に鋼を脆くする内部応力をもたらす。そのため、焼入れの後には焼戻しが必要である。焼き戻しとは、硬化した鋼部品をアク点以下の温度に再加熱し、その温度で一定時間保持した後、室温まで冷却することである。この熱処理工程は、内部応力を緩和し、靭性を向上させることを目的としている。焼戻しは一般に、加熱温度によって以下の3種類に分類される：

1. 低温焼戻し：加熱温度は150～250℃。内部応力を部分的に緩和し、鋼部品の靭性を高めることを目的とする。
2. 中温焼戻し：加熱温度は350～450℃。内部応力をさらに緩和し、鋼部品の靭性を向上させることが目的。
3. 高温焼戻し：加熱温度は500～680℃。内部応力を完全に除去し、鋼部品に高い硬度、靭性、耐摩耗性を与えることを目的とする。

硬度測定

アニーリングとは？その目的は何ですか？

焼きなましとは、金属や合金を適切な温度まで加熱し、その温度で一定時間保持した後、（通常は炉で）ゆっくりと冷却する熱処理プロセスである。焼鈍の目的は、硬度を下げ、切削性を向上させ、延性を高め、機械的性質を改善することである。さらに、焼きなましは、鋳造部品や鍛造部品の内部応力、不均一な組織、結晶粒の粗大化を解消することができる。

ノーマライゼーションとは何か？その目的は？

焼ならしは、鋼または鋼部品をAc3温度以上に加熱した後、静止空気中で冷却する熱処理プロセスである。焼ならしは冷却速度の点で焼なましと異なり、冷却速度が速く、加熱温度が焼なましよりも高い場合もある。焼ならしの目的は、組織を微細化し、低炭素および中炭素構造用鋼部品の強度と靭性を高め、内部応力を低減し、機械加工性を改善することである。