熱処理は、材料科学の重要なプロセスであり、微細構造に著しく影響し、その結果、金属および合金の特性。熱処理中に起こる微細構造変化を理解することは、材料の性能を向上させるための洞察を提供します。

熱処理とは?

熱処理は、材料の制御加熱と冷却を含み、物理的および時々化学的特性を変更します。硬度、強度、延性および他の特性を改善するために使用されています。

熱処理における重要なプロセス

  • アニール
  • 癒やす
  • テンパリング
  • ノーマライズ

アニール

アニールは材料を特定の温度に熱し、そしてそれをゆっくり冷却することを含みます。このプロセスは、マイクロ構造の変位を並べ替えることを可能にすることによって硬度を減らし、延性を高めます。

癒やす

焼入れは、材料の急速な冷却、通常、水または油で、加熱された後です。 このプロセスは硬度を増加させることができるが、残留応力と脆性も導入する可能性があります。

テンパリング

気化は、脆性を低下させるために焼くと実行されます。材料は、低温に再加熱され、内部のストレスの一部が緩和され、靭性を改善することができます。

ノーマライズ

正規化は、その重要な温度上の材料を加熱し、それを冷却する空気を含みます。 このプロセスは、穀物構造を精製し、機械的特性を改善するために導きます。

熱処理時の微細構造変化

熱処理中、材料特性に著しく影響する微小構造変化がいくつか発生します。これらの変化は、相変化、穀物成長、および沈殿物に分類することができます。

フェーズトランスフォーメーション

相変換は、オーステナイトから鋼のマルテンサイトへのなど、一相から別の相へ移行を含みます。これらの変換は、温度と冷却速度に依存します。

穀物成長

高温で材料が保持されると穀物の成長は、小さな穀物がより大きいものに結合することを可能にします。これは、通常、より大きい穀物が硬度を減らすので、強さと延性に影響を与えることができます。

沈殿物の堅くなること

沈降硬化は、材料のマトリックス内の小さな粒子の形成を伴います。これは、変位の動きを妨げ、強度を高めることができます。これは、アルミニウムおよび特定のニッケルベースの合金で一般的に見られる。

マイクロ構造変化に影響を及ぼす要因

いくつかの要因は、熱処理中に微小構造変化に影響を及ぼします。

  • 暖房率
  • 冷却率
  • 温度
  • 温度の時
  • 物質的な構成

熱処理の適用

熱処理はさまざまな企業で広く利用されています、下記のものを含んでいます:

  • エアロスペース
  • 自動車関連
  • 建設工事
  • 製造・加工

エアロスペース

航空宇宙産業では、熱硬化成分は極端な条件に耐える必要があります。 適切な治療は、疲労抵抗と全体的なパフォーマンスを向上させます。

自動車関連

自動車部品は、自動車の強度と耐久性を高め、車両の安全と長寿を保証します。

建設工事

構造物では、熱-treated材料は構造部品のために、建物およびインフラを支えるために必要な強さを提供するのに使用されています。

製造・加工

製造工程は、熱処理を得意とし、耐摩耗性を高め、生産性を高め、コストを削減するツールや金型を生産します。

コンテンツ

熱処理時の微細構造変化を理解することは、さまざまな用途における材料特性の最適化に不可欠です。熱処理プロセスを制御することにより、メーカーは性能と耐久性を向上させる所望の特性を達成することができます。