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鋼鉄の焼入れ性と硬化性

焼入れ性と焼戻し性は、鋼材が焼入れを受け入れる能力を評価する2つの性能指標であり、材料選択と使用の重要な基礎でもある。

1.焼入れ性と硬化性の概念

焼入れとは、理想的な条件下でマルテンサイトに硬化した後、鋼が最高の硬度を達成する能力のことである。鋼の硬度を決定する主な要因は、鋼の炭素含有量であり、より具体的には、焼入れ加熱中にオーステナイト中に固溶した鋼の炭素含有量である。炭素含有量が多いほど、鋼の硬度は高くなる。鋼中の合金元素は焼入れ性にはほとんど影響しないが、焼入れ性には大きな影響を与える。

 

焼入れ性は、主にオーステナイト中の炭素含有量と合金元素の影響を受けて、層の深さを急冷する能力を得るために急冷する特定の条件下で鋼を意味し、特定の条件の下で、鋼の硬化深さと硬度と硬度分布特性を決定することを指します、鋼の焼入れ性は良いと悪いです、一般的に急冷層の深さを表現するために使用され、急冷層の深さが大きいほど、より良い鋼の焼入れ性、鋼の焼入れ性は、主にその化学組成に依存します。鋼の良い焼入れ性は鋼の全セクションに均一な機械特性を得させることができ、変形および割れを減らすために小さい癒やす応力が付いている癒やす媒体は選ぶことができる

 

加えて、焼入れ性と焼入性は2つの概念であるため、鋼の焼入れ後の硬度は、必ずしも焼入れ性が高いとは限りません。

2.硬化性評価方法

現在、熱処理業界で普遍的に受け入れられている方法は、スウェーデンIVF社のHP-IVF法である。

 

2.1 ISO9950焼入れ油硬化の計算式:

 

HP - IVF Tvp(オイル) = 91.5 + 1.34 + 10.88 CR550a - 3.85 Tcp

 

注:Tvpは蒸気膜の沸騰段階への転移温度(特性温度)。

 

CR550aは600~500℃の平均冷却速度(IVFソフトウェアで直接求めることができる)

 

Tcpは沸騰から対流への転移温度である。

 

(非合金鋼向け)

 

2.2 ASTM規格による焼入れ液硬化の計算式:

 

HP - IVF(ポリマー) = 3.54 + 12.3 CR325b CR550-168

 

注:CR550は550℃のCR値

 

つまり、CR325bは325℃のCRである。

 

(非合金鋼向け)

3.硬化性に影響を与える要因

鋼の焼入れ性はオーステナイトの安定性に依存する。過冷却オーステナイトの安定性を向上させ、C曲線を右にシフトさせ、臨界冷却速度を低下させることができるすべての要因は、高鋼の焼入れ性を向上させることができる。オーステナイトの安定性は、主にその化学組成、粒度、組成の均一性に依存し、これらは鋼の化学組成と加熱条件に関連する。

 

4.焼入れ性の決定方法

鋼の焼入れ性を測定するには、臨界直径試験や端部焼入れ試験など、多くの方法がある。

 

(1)臨界直径の決定 ある媒質中で焼入れした後、コアが完全マルテンサイト組織または50%マルテンサイト組織であるときの鋼の最大直径を臨界直径と呼び、Dcで表される。臨界直径の測定方法は、直径の異なる一連の丸棒を作ることです。焼入れ後、各試料の断面に直径に沿って分布する硬さU曲線をそれぞれ求め、そこから中心がちょうど半分のマルテンサイト組織となる丸棒を求め、その丸棒の直径を臨界直径とします。臨界直径が大きいほど、鋼の焼入れ性は高くなる。

 

(2) エンドクエンチング試験法 エンドクエンチング試験法とは、標準サイズのエンドクエンチングサンプル(直径25mm×100mm)を用い、オーステナイト化した後、専用装置で端面を水冷し、軸に沿って冷却し、硬度-水冷曲線からの距離を測定する方法である。エンドクエンチング試験は、鋼の焼入れ性を測定する方法の一つです。その利点は、操作が簡単で適用範囲が広いことです。

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