鋳鋼品の焼ならし熱処理

正規化とも呼ばれる正規化は、ワークピースを Ac3 (Ac は、加熱中にすべての遊離フェライトがオーステナイトに変態する最終温度を指し、通常は 727°C ～ 912°C) または Acm (Acm は実際には過共析鋼の完全なオーステナイト化の臨界温度線は、30〜50℃以上の温度で一定時間保持した後、金属熱処理を行います。炉から取り出し、水噴霧、スプレー、またはエアブローによって冷却します。その目的は、結晶粒の微細化と炭化物の分布を均一にすることです。焼きならしの冷却速度は焼きなましの冷却よりもわずかに速いです。焼鈍組織に比べて焼ならし組織が微細になり、機械的性質も向上します。また、焼ならし炉の外部冷却に設備がかからないため、生産性が高くなります。生産ではアニーリングの代わりに正規化が可能な限り使用されます。複雑な形状の重要な鍛造品の場合、焼きならし後に高温焼戻し（550～650℃）が必要となります。高温焼戻しの目的は、冷却を正常化する際に発生する応力を除去し、靭性と塑性を向上させることです。一部の低合金熱延鋼板、低合金鋼鍛造品および鋳物を焼ならし処理すると、材料の総合的な機械的特性が大幅に向上し、切削性能も向上します。

 

 

① 低炭素鋼に用いられる焼きならしで、焼きならし後の硬さが焼鈍より若干高く、靭性も良好です。切削加工の前処理として使用できます。

②中炭素鋼に用いられる焼きならしで、最終熱処理としての焼入れ焼戻し処理（焼入れ＋高温焼戻し）の代替、あるいは高周波加熱による表面焼入れ前の予備処理として使用できます。

③ 工具鋼、軸受鋼、浸炭鋼などに使用される焼ならしは、網状炭化物の形成を低減または抑制し、球状化焼鈍に必要な良好な組織を得ることができます。

④ 鋼鋳物に使用される焼ならしは、鋳造されたままの組織を微細化し、切削性能を向上させることができます。

⑤ 大型鍛造品に使用される焼きならしは、最終熱処理として使用でき、焼入れ時の大きな割れ傾向を回避します。

⑥自動車、トラクター、ディーゼルエンジンのクランクシャフトやコンロッドなどの重要部品の製造など、硬さ、強度、耐摩耗性を向上させるダクタイル鋳鉄の焼ならし。

⑦ 過共析鋼の球状化焼鈍前に焼きならし処理を行うことで、網目状の二次セメンタイトを除去し、球状化焼鈍中にセメンタイトをすべて球状化することができます。

焼きならし後の組織：亜共析鋼はフェライト＋パーライト、共析鋼はパーライト、過共析鋼はパーライト＋二次セメンタイトであり不連続である。

 

 

焼きならしは主に鋼製ワークに使用されます。鋼の焼きならしは焼きなましと似ていますが、冷却速度が速く、組織がより微細になります。臨界冷却速度が非常に低い一部の鋼は、空気中で冷却するとオーステナイトがマルテンサイトに変化する可能性があります。この処理は焼きならしではなく、空気焼入れと呼ばれます。対照的に、臨界冷却速度が大きい鋼製の大断面ワークの一部では、水中で焼入れしてもマルテンサイトが得られず、焼入れ効果は常態化に近くなります。焼きならし後の鋼の硬度は、焼きなまし後の鋼の硬度よりも高くなります。焼きならしの際、焼鈍のように炉で冷却する必要はありません。炉の所要時間が短く、生産効率が高いです。したがって、製造時には焼きなましの代わりに焼きならしが可能な限り使用されるのが一般的です。炭素含有量が 0.25% 未満の低炭素鋼の場合、焼ならし後の硬度は適度であり、焼きなましよりも切削に適しており、焼ならしは一般に切断および加工の準備として使用されます。炭素含有量0.25～0.5％の中炭素鋼においては、焼きならし後の切削にも対応可能です。このタイプの鋼で作られた軽荷重部品の場合、焼きならしは最終熱処理としても使用できます。高炭素工具鋼および軸受鋼の焼ならしとは、組織内のネットワーク状炭化物を除去し、球状化焼鈍に適した組織を準備することです。

通常の構造部品の最終熱処理の場合、焼きならしたワークピースは焼きなまし状態よりも総合的な機械的特性が優れているため、応力がかからず性能要件が低い一部の通常の構造部品の最終熱処理として焼きならしを使用して、工程数の削減、省エネ、生産効率の向上を実現します。さらに、一部の大型部品や複雑な部品では、焼入れによってクラックが発生する危険性がある場合、最終熱処理として焼き入れと焼き戻しの代わりに焼ならし処理を行うことがよくあります。

 

 

鋼鋳物を良好な機械的特性で制御するために、熱処理の正規化に関するいくつかの発表があります。

1. 炉内で鋳鋼を適切な位置に配置する
焼きならし処理中、鋼鋳物を一定の位置に固定する必要があります。それらをランダムに見つけることはできません。焼きならし中の適切な位置により、鋼鉄インベストメント鋳造の領域を均一に熱処理することができます。

2. 加熱する前に、さまざまなサイズと壁の厚さを考慮してください
長い形状または細い直径の鋼鋳物の場合、歪み欠陥を避けるために適切に配置することがはるかに優れています。小さな断面表を持つ鋼鋳物と大きな断面表を持つ鋼鋳物を同じ炉で加熱する場合は、小さな断面を持つ鋳物をオーブンの前に置く必要があります。複雑な鋼鋳物、特に中空形状の鋳物の場合、最初に鋳物を予熱し、その後ゆっくりと温度を上げる方がはるかに優れています。これは、急速な加熱プロセスによって引き起こされる鋼鋳物に残る応力欠陥を回避するのに役立ちます。

3. 正規化後の冷却
正規化後、鋼鋳物は乾燥した地面に別々に配置する必要があります。加熱された鋳物を重ねたり、湿った地面に置いたりすることはできません。これらは鋳物のさまざまな部分の冷却に影響します。さまざまなセクションの冷却速度は、その領域の硬度に影響します。
通常、水の温度は40℃を超えてはなりません。油温は80℃以下です。

4. 異なる鋼種の鋳物に対する正規化
異なる材質の鋼鋳物に必要な温度が同じであれば、1 つのオーブンで熱処理できます。または、異なるグレードの必要な温度に従って加熱する必要があります。