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、アニーリング、正規化、または正規化 + 焼き戻しです。鋳造炭素鋼の機械的特性に対するこれら 3 つの熱処理方法の影響を下の図に示します。

炭素鋼鋳物の焼鈍温度と硬度
炭素鋼の等級	炭素含有量 / %	アニール温度/℃	待ち時間		冷却方法	硬度/HBW
			肉厚/mm	時間/時
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 / 30 mm 増加		156 - 127
ZG340 - 640	0.50～0.60	860 - 830				187 - 230

 

正規化された鋳鋼の機械的特性は、焼なましされた鋳鋼の機械的特性よりわずかに高くなります。組織が変態する際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。

炭素鋼鋳物の正規化と硬度
炭素鋼の等級	炭素含有量 (%)	焼きならし温度/℃	焼き戻し		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

 

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

炭素含有量が 0.35% を超える場合、鋳造炭素鋼部品も焼入れ焼戻し (焼入れ + 高温焼戻し) を行うことができます。小さな炭素鋼鋳物は、鋳放し状態で直接焼き入れ焼き戻しすることができます。大型または複雑な形状の炭素鋼鋳物は、焼きならし後に焼入れおよび焼き戻しする必要があります。

 

炭素鋼鋳物の焼入れ焼戻し温度と硬さ
炭素含有量 %	焼入れ温度/℃	焼戻し温度/℃	焼戻し後の硬さ/HBW
0.35～0.45（小ロット）	850～830(水中冷却)	300 - 400	364 - 444
		400 - 450	321 - 415
		510 - 550	241 - 286
		540 - 580	228 - 269
		580 - 640	192 - 228
0.45～0.55（小ロット）	830～810(水冷・油冷)	550 - 630	220 - 240
		450	≒269
		550	≒248
		650	≒228
0.30～0.40（マスバッチ）	840～880（水冷・油冷）	520 - 550	229 - 269
		530 - 560	217 - 255
		540 - 570	207 - 241
		550 - 580	187 - 229
0.40～0.50（マスバッチ）	820～840(水冷・油冷)	530 - 560	229 - 269
		550 - 580	217 - 255
		560 - 590	207 - 241
		570 - 600	187 - 229