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熱処理用語 忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、熱処理に関するタームの続きです。



■応力(ストレス)と歪(ストレーン)
  応力(ストレス)には熱応力と変態応力の2つがあります。熱応力
 急冷による伸び、縮みに基くもので、圧縮の熱応力は善玉応力です。
  それは強さ(疲労強さ)を増し、焼割れを防ぎます。

これに対して変態応力は悪玉で、焼割れの主原因となります。

  外力を取り去った後で材料の中に残っているストレスを残留応力
 (residual stress、σR)という。残留応力は外力と反対の力が残る
 のであって、引張りの外力に対しては圧縮の残留応力となります。
  圧縮の残留応力は善玉ですのでなので、これは大いに活用すべき
 ですある。
  残留応力を除く熱処理を、応力除去(SR)という。鋼の残留応力
 は約450℃以上に加熱すると除去されます。これを歪取り焼鈍という
 のは正しくありません。歪を取るのではなくてストレスを除去します。



                                                                  

■残留応力と残留オーステナイト
  残留と名のつくものに、残留応力と残留オーステナイトの2つが
 あります。同じ様に残留という言葉でも、英語では異なっており、
 残留応力は residual stress(残留応力、σR)、残留オーステ
 ナイトは retained Austenite(残留オーステナイト、γR)と区別
 しています。

  Residualは反応が完了して、残滓のように残っているものをいい、
 retainedは反応の途中で未完になって残っているものという意味です。
  残留応力(σR)には善玉と悪玉がありますが、ストレスを取り除く
 には加熱するのが一番よい結果が得られます。
  その温度は、溶融温度(K)×0.4で求められます。最近は電気振動
 で残留応力を除去する方法(VSR)が検討されています。

  残留オーステナイト(γR)は、サブゼロ処理(-80℃ドライアイス)
 やクライオ処理(-196℃液体窒素)によってマルテンサイト化し、
 硬さや耐摩耗性の向上を図っています。
  また、塑性加工による誘起変態(SRIT)や変態誘起塑性(TRIP)
 によって強靭性を発揮するプロセスにも活用されています。


■焼入液の冷却の三段階
  焼入液の冷却は蒸気膜段階(vapour step)、沸騰段階(boiling
step)、対流段階 (convection step)の三段階に沿って行われます。

  蒸気膜段階から沸騰段階に移る点を特性点といい、この点の高い
 ほど、冷却速度の早い冷却液とされています。油の特性温度 は
 約600℃、水は約700℃(蒸気膜が破れて沸騰段階に入る温度)といわれ
 ています。
 
  攪拌すると冷却速度は倍増されるが、これは特性温度が高くなるの
 ではなくて、短時間側に平行移動、つまり蒸気膜段階の時間が短くなります。

  気体冷却や金属浴冷却を採用すると、これらには三段階がなく、
 連続無段階なので、 焼歪みや焼割れが生じ難い特徴があります。



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