炭素鋼鋳物の熱処理

炭素鋼鋳物に通常使用される熱処理方法は、焼鈍、焼ならし、または焼ならし+焼き戻しです。これら 3 つの熱処理方法が炭素鋼鋳鋼の機械的特性に及ぼす影響を下の図に示します。

炭素鋼鋳物の焼鈍温度と硬度
炭素鋼のグレード	炭素含有量 / %	アニール温度/℃	開催時間		冷却方法	硬度/HBW
			肉厚/mm	時間/時間
ZG200～400	0.10～0.20	910 - 880	＜30	1	炉内で620℃まで冷却後空冷	115～143
ZG230～450	0.20～0.30	900～870				133 - 156
ZG270～500	0.30～0.40	890～860				143 - 187
ZG310～570	0.40～0.50	870 - 840	30～100	1時間/30mm増加		156 - 127
ZG340～640	0.50～0.60	860～830				187 - 230

 

焼きならし鋳鋼の機械的特性は、焼きなまし鋳鋼の機械的特性よりわずかに高くなります。組織変態時の過冷却度が比較的大きいため硬度が高くなり、切削性も良くなります。

炭素鋼鋳物の焼きならしと硬度
炭素鋼のグレード	炭素含有量 (%)	規格化温度 / ℃	テンパリング		硬度/HBW
			温度/℃	冷却方法
ZG200～400	0.10～0.20	930 - 890	540～610	炉内または空気中	126 - 149
ZG230～450	0.20～0.30	930 - 890	540～610	炉内または空気中	139 - 169
ZG270～500	0.30～0.40	890～860	550～620	炉内または空気中	149 - 187
ZG310～570	0.40～0.50	890～850	550～650	炉内または空気中	163 - 217
ZG340～640	0.50～0.60	870～830	550～650	炉内または空気中	187 - 228

 

炭素含有量が多く複雑な形状の炭素鋼鋳物では、残留応力を除去し靱性を向上させるために、焼ならし後に焼戻し処理を行うことができます。焼き戻し温度は通常550℃～650℃で、その後空冷します。

炭素含有量が 0.35% より高い場合、鋳造炭素鋼部品は焼き入れおよび焼き戻し (焼き入れ + 高温焼き戻し) も可能です。小型炭素鋼鋳物は、鋳放しの状態で直接焼き入れおよび焼き戻しが可能です。大型または複雑な形状の炭素鋼鋳物は、焼きならし後に焼き入れおよび焼き戻しを行う必要があります。

 

炭素鋼鋳物の焼き入れ・焼き戻し温度と硬さ
炭素含有量%	焼入温度 / ℃	焼き戻し温度/℃	焼戻し後の硬さ/HBW
0.35 - 0.45 (小バッチ)	850～830（水冷）	300～400	364 - 444
		400～450	321～415
		510～550	241 - 286
		540 - 580	228 - 269
		580～640	192 - 228
0.45 - 0.55 (小バッチ)	830～810（水冷または油冷）	550～630	220～240
		450	≈ 269
		550	≈ 248
		650	≈ 228
0.30 ～ 0.40 (大量バッチ)	840 ～ 880 (水冷または油冷)	520～550	229 - 269
		530～560	217～255
		540 - 570	207 - 241
		550～580	187 - 229
0.40 ～ 0.50 (大量バッチ)	820～840（水冷または油冷）	530～560	229 - 269
		550～580	217～255
		560～590	207 - 241
		570～600	187 - 229