機械設計 知っておきたい基礎知識

機械設計に必要な基礎知識「熱処理」

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どうも、ぜっとんです。

機械設計に必要な基礎知識として「熱処理」があります。

熱処理とは、加熱と冷却の条件選定によって材料の性質を変化させる操作のことです。

加熱と冷却で機械的性質を改善させます。

解説動画:第38回【知っておきたい基礎知識】機械設計に必要な基礎知識「熱処理」

このブログの内容は、下記動画でも解説しています。

主な熱処理

主な熱処理は、4つに分類されます。

焼きなまし、焼ならし、焼入れ、焼戻し

になります。

このうち、焼戻しを除く3つは加熱後の冷却条件の違いによって説明ができます。

 

冷却速度が穏やかな順に並び替えると、焼きなまし→焼ならし→焼入れとなります。

冷却速度が徐冷の場合は焼きなましになり、急冷になると焼入れ、徐冷と急冷の中間になると焼戻しになります。

熱処理の冷却速度と時間を決める場合は、連続冷却変態曲線と呼ばれる状態図で決めていきます。

 

気になる方は参考書かネットで詳しく調べてみてください。

ぼくは熱処理の専門家ではないので、詳しくは解説できることができません。

わからないことをそのままにするのではなく、調べて自分の中で理解しましょう。

熱処理で得られる主な特性

それぞれの熱処理で得られる主な特性を見ていきます。

焼きなまし:行動低下、疲労亀裂発生の防止
焼ならし:均質化、機械的性質の改善
焼入れ:硬度向上
焼戻し:焼入れ後の組織均質化、引張強さ向上

簡単にまとめると以上のようになります。

 

さいごに

機械設計に必要な基礎知識「熱処理」を解説してきました。

熱処理は、鋼と非鉄で熱処理の特性変化、効果が変わってきます。

主な熱処理とは、

ポイント

焼きなまし、焼ならし、焼入れ、焼戻し
熱処理の冷却速度と時間を決める場合は、連続冷却変態曲線(状態図)で決めていく

機械設計で用いられる材料の中には、厳密な熱処理工程をしてから時間が経ったものも存在しています。

または、機械の実仕様条件で繰り返し加熱や冷却が加わったりする場合には、

熱処理で得られた特性が損なわれる可能性があります。

機械装置の性能に大きな影響が及ぼす部分については、加工前後や加熱評価前後での金属組織の状態変化を確認することが重要になってきます。

それでは!

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