焼なまし
焼きなまし（やきなまし、annealing）、焼き鈍し、焼鈍（しょうどん）とは、加工硬化による内部のひずみを取り除き、組織を軟化させ、展延性を向上させる熱処理である[1]。目的に応じて多くの種類・方法が存在する。
完全焼きなまし
最も一般的に行われるのが完全焼きなましである。鋼をできるだけ柔らかくすることができる[2]。単に焼きなましと言えば、この完全焼きなましを指す場合が多い[3]。不必要な残留応力の除去や[4]、鋳鋼品や熱間鍛造品などで結晶粒が粗大化したものを標準組織に回復させる[3]。
保持温度は、亜共析鋼の場合は鉄-炭素系平衡状態図のA3線より20 - 30℃高い温度で、過共析鋼の場合はA1線より20 - 50℃高い温度で行う[3]。この温度で十分時間保持することで、組織をオーステナイト化させる。その後、100℃/h以下のゆっくりとした冷却速度で徐冷を行う[2]。通常は炉中で冷却する炉令で行われ、炉外で行う場合は灰中で冷却される[3][4]。徐冷により、完全焼きなまし後は柔らかい層状パーライト組織などが得られ[3]、鋼の標準組織となる[1]。
応力除去焼きなまし
応力除去焼きなましは、鍛造、鋳造、冷間加工、溶接、機械加工などで生じる残留応力を除去するために行われるもので、ひずみ取り焼きなましとも呼ぶ[5]。また、熱処理の中では低温で行うことから、低温焼きなましとも呼ばれる[6]。鋼は、その再結晶温度を超えると再結晶が発生し、ひずみの無い結晶に戻り残留応力が解放される[6]。これを利用して応力除去焼きなましでは、残留応力除去を行う。
保持温度は、再結晶温度約450℃以上からA1線約730℃以下までの間で行われる[2]。加熱温度が高いほど残留応力の除去量が大きくなるが、一般には約500 - 650℃で加熱保持される[6]。鋳鉄の場合は約500 - 700℃[7]、溶接による残留応力除去の場合は約600 - 680℃[8]で保持される。
その他
その他の焼きなましの種類として、球状化焼きなまし、中間焼きなまし、拡散焼きなまし、等温焼きなまし、軟化焼きなましなどがある。
脚注
- ^ a b 日本機械学会 編『機械工学辞典』（第2版）丸善、2007年、1307頁。ISBN 978-4-88898-083-8。
- ^ a b c 熱処理技術マニュアル p.40
- ^ a b c d e 熱処理ガイドブック p.121
- ^ a b 機械工作法Ⅰ p.183
- ^ 機械工作法Ⅰ p.184
- ^ a b c 熱処理ガイドブック p.122
- ^ “誰でも分かる鋳物基礎講座”. 日本鋳造工学会関東支部. 2014年7月23日閲覧。
- ^ 溶接学会 編『溶接・接合技術入門』（第3版）産報出版、2010年、265頁。ISBN 978-4-88318-151-3。
参考文献
- 大和久重雄、2008、『熱処理技術マニュアル』増補改訂版、日本規格協会
- 日本熱処理技術協会、2013、『熱処理ガイドブック』4版、大河出版
- 朝倉健二・橋本文雄、2002、『機械工作法Ⅰ』改訂版、共立出版 ISBN 4-320-08105-6