熱処理とは、材料を一度加熱して冷却する操作のことです。
熱処理の目的は、鋼の機械的特性および物理特性を改善することにあります。
熱処理を施すことによって、次のよなメリットが得られます。
- 鋼の強度向上
- 被削性の向上
- 成形性の向上
- 展延性の回復（冷間成形後）
- 鋼に内在する内部応力の除去
熱処理の方法は、焼ならし、焼きなまし、焼入れ、焼きもどしの4種類に大別できます。焼ならし、焼きなましは、鋼を軟らかくするために、焼入れ、焼きもどしは、鋼をかたくするために用いられます。
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冷却速度と組織変化
熱処理によって得られる鋼の性質の変化は、加熱温度や保持時間と冷却速度の違いによって生じます。
もともと、十分な温度に加熱保持した鋼と、常温の鋼とでは組織が違うのですが、加熱した鋼を冷却する速度によって、常温でも全く異なる組織が形成されるのです。この組織変化のことを変態といいます。
鋼はじっくり時間をかけて冷却すると、どのような組織でも化学的平衡*がとれた組織に変態しますが、冷却速度を速めると過冷却*が生じたり、炭素の拡散が遅れたりし、準安定相*などの平衡が崩れた組織が生成することになります。
これらの組織が持つ性質を上手く組み合わせて、用途に合わせた状態に鋼を変質させるのが熱処理という手法なのです。
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