冷やかしとテンパリングの違い

焼入れと焼戻しの大きな違いは、焼入れはワークを急冷することであり、焼戻しはワークを熱処理することである...

焼入れと焼戻しの大きな違いは、焼入れはワークを急冷することであり、焼戻しはワークを熱処理することである。

焼入れ・焼き戻しは、鉄鋼などの鉄系合金を強化・硬化させるための重要な工程である。この工程では、急速な加熱と冷却を行い、即座に部品を特定の位置にセットする。また、これらの工程は厳密に管理されなければならない。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 焼入れとは 3. 焼戻しとは 4. 横並び比較 - 焼入れと焼戻しを表形式で 5. まとめ

クエンチングは何ですか？

焼入れとは、ワークの熱処理後に行う急冷却のことである。水でも油でも空気でもいいんです。焼入れは、被加工物の材料特性を得るための重要な手段である。このプロセスでは、望ましくない低温プロセス、すなわち相変化は起こりません。また、焼入れをすることで結晶粒が小さくなり、金属物やプラスチックなどの材料の硬度が高くなります。また、このプロセスは主に焼入れ鋼に使用されます。

図01：ハードニング

一般に、鋳鋼は均一で柔らかい結晶粒組織をしており、これを我々は「パーライト結晶粒組織」と呼んでいる。このままでは柔らかいので、工業用途には使えません。そこで、この組織を、強度が高く、したがって変形しにくい「マルテンサイト結晶粒組織」に変化させます。そこで、クエンチングを利用して実現します。

テンパリングは何ですか？

焼戻しとは、鉄系合金の靭性を向上させるための熱処理を含むプロセスである。さらに、この工程は、鋼の過剰な硬度をある程度除去するためにも重要です。この工程では、まず金属を臨界点以下の温度で一定時間加熱し、その後、静止した空気中で対象物を冷却する必要がある。温度によって、鋼の硬さをどれだけ削れるかが決まるんです。しかし、金属を加熱する温度は、金属や合金の組成や求める特性によって異なる。例えば、非常に硬い工具は低温が有利ですが、バネのような柔らかい工具は高温が必要です。

図02：焼き入れの異なる鋼材

上の図では、さまざまな色が鋼材を加熱した温度を表している。薄いストローは204℃、薄いブルーは337℃を示します。

通常、産業界では焼入れの後に焼き戻しの工程があります。したがって、焼き戻し工程におけるワークは焼入れされた物体であり、その物体の下限臨界点以下の一定の温度に加熱制御することが必要である。加熱の過程で、対象物の結晶粒組織（フェライトやカーバライト）がオーステナイト粒組織に変化する傾向がある。単相の固溶体である。