焼き入れは鋼の熱処理において最も重要なステップです。
簡単に言うと:
鋼を赤熱状態（内部構造が「オーステナイト」に変化）まで加熱し、その後急速に冷却（水、油、その他の媒体の中で）することで、内部構造が「ゆっくりと戻る」のを防ぎ、硬くて脆い「マルテンサイト」に固定します。
内訳すると、次の 3 つのアクションが含まれます。
- 加熱（オーステナイト化）)- 鋼を約 800-950 度に加熱すると、内部原子が高温構造「オーステナイト」に再配列されます。これが前提条件です。温度が不十分だと時間の無駄になります。
- 保持 - 熱を芯まで浸透させて、ピース全体が完全に加熱され、構造が均一になるようにします。
- R急冷- これが「鎮静」という言葉の本質です。重要なのはスピードで、数秒から数十秒以内に冷却します。炭素原子が軟組織（層状パーライト/フェライト）に再分布して配置されるのに十分な時間がないため、炭素原子は過飽和で歪んだ格子内で「凍結」します。マルテンサイトは非常に硬いですが、非常に脆いものでもあります。-
例えば: 鍋に水を沸騰させる (オーステナイト化) のと同じように、自然に冷却すると、通常の氷 (軟組織) が形成されます。液体窒素に注いですぐに凍らせると、水分子が並ぶことができず、乱れた硬い氷（マルテンサイト）が形成されます。急冷とは「瞬間冷凍」のようなものです。
主要なプロパティ:
- 焼き入れ後、鋼は硬く、強くなり、耐摩耗性が高まります（マルテンサイトのおかげで）。{0}}
- しかし、脆くなり、内部応力が高くなるため、直接使用すると亀裂が発生しやすくなります。
- したがって、焼入れが単独で使用されることはほとんどありません。脆性と内部応力を軽減し、靭性を回復するために、すぐに焼き戻しプロセス (低温で再加熱し、しばらく保持する) を行う必要があります。焼入+焼戻し= エンジニアリングで実際に使用される焼戻し処理。
したがって、ニーモニックを覚えておいてください。
焼入れは「硬くする」、焼戻しは「脆さを回復する」という意味で、両者は対であり、どちらも欠かすことのできないものです。
テンパリングはどのように行うのですか？
焼き戻しのプロセスは焼き入れよりもはるかに「穏やか」です -。急冷する必要はありません。重要なパラメータは、焼き戻し温度、保持時間、出炉後の冷却方法の 3 つです。その中で、温度がすべてを決定します。
I. 焼戻し温度による3つの分類（コアフレームワーク）
| タイプ | 温度範囲 | 有機的な変化 | 取得したプロパティ |
代表的な用途 |
| 低温焼き戻し | 150～250度 | マルテンサイトから焼戻しマルテンサイトへの転移 | 硬度は基本的に変化せず（HRC 55 以上）、一部の内部応力が除去されます。 | 高い硬度と耐摩耗性が要求される工具、測定具、部品などに使用されます。 |
| 中温焼き戻し | 350～500度 | → 強化パーライト | 高い弾性限界 + 一定の靭性 | ばね、ばね、弾性を必要とする部品に使用されます。 |
| 高温焼き戻し | 500～650度 | → 強化ソルバイト | 強度と靱性の最適バランス（焼き戻し状態） | シャフト、コンロッド、高強度継目無管（N80/P110タイプ）などに使用{0} |
鋼管の場合、一般的によく見かける焼き戻しパイプは高温焼き戻しを施したものです。焼き入れ後、550～650 度で焼き戻しを行い、「高強度 + 良好な靭性」のソルバイト構造を取得します。{0}
II.テンパリング操作の具体的な手順
1. 焼入れ後すぐに焼き戻しを行う - 原則は「すぐに焼き入れして焼き戻し」です。長時間の焼き入れ状態による割れを避けるために、ワークピースが完全に冷却されないうちにすぐに焼き戻し炉に移すのが最善です。
2. 加熱するために炉に入れます - ワークピースが炉に入れられ、目標温度で加熱または炉内に配置されます。温度は表のターゲット組織に応じて選択されます。たとえば、高温焼戻しの場合は550〜620度です。-
3. (キーパラメータ) - を保持すると、構造の変形が十分になり、内部応力が均一に除去されます。
経験式は次のとおりです。
炭素鋼、合金鋼の場合は有効板厚1mm当たり1.5～2.5分程度が一般的です。
また、断熱に関しては「2時間以上を下限値」として使用するのが一般的です。
合金鋼は合金元素の拡散が遅いため、炭素鋼よりも徹底的な絶縁が必要です。
4. アンロードおよび冷却 - 焼き戻し後の冷却方法の影響は比較的小さいです。一般的な方法は次のとおりです。
炭素鋼: 空冷で十分です。
合金鋼 (特に Cr、Mn、Ni を含むもの) は、2 番目のタイプの焼き戻し脆性を防ぐために (炉内または砂冷却で) ゆっくり冷却する必要があります。
5.検査-は、硬度計を使用して硬度が目標範囲内にあるかどうかを検査し、焼き戻し温度が適切であるかどうかを判断します（硬度が高すぎる場合は次回の焼き戻し温度を上げ、低すぎる場合は下げます）。
Ⅲ．運用上の 3 つの落とし穴
ピットの説明
焼き戻し脆性ゾーンを避ける合金鋼の一部は、250-400 度（第 1 タイプ）およびゆっくり冷却（第 2 タイプ）で衝撃靱性が急激に低下します。穏やかな冷却を選択するか、このゾーンを避けてください。
保持時間が不十分である コアが完全に焼き戻されていない、外側が柔らかく内側が硬い、性能が不均一である
高温焼戻しにおける温度偏差 20-30 度の違いにより、硬度が数 HRC 低下する可能性があります。炉内温度の均一性は非常に重要です
IV.焼入れとの組み合わせで考える（焼入れ・焼戻し工程全体）
加熱（オーステナイト化800～950度）→保持→急冷（水・油・PAG）→【焼入れ完了、マルテンサイト化】
→ 直ちに焼戻し炉へ移送 → 目標温度で保持（例：580度×2h） → 空冷・徐冷 → 【焼入れ・焼戻しが完了し、ソルバイトが得られる】
→ 硬さ・性能検査
覚え方: 焼き入れは「硬さ」を決定し、焼き戻しは「靭性」を決定します。温度の選択は正確で、時間は十分であり、冷却は鋼の種類によって異なります。
