第2章|2-1 4つの基本熱処理とは?

鋼の熱処理を勉強すると、最初に出てくるのが焼入れ・焼戻し・焼なまし・焼ならしの4つです。

名前が似ているため、最初は混乱しやすいところです。まずは温度や組織を細かく覚えるのではなく、「何のために行う処理なのか」で分けて考えると理解しやすくなります。

焼入れ・焼戻し・焼なまし・焼ならしの目的と処理方法の違いを比較した図解

まず結論|4つは目的が違う

熱処理主な目的初心者向けイメージ
焼入れ硬化硬くする
焼戻し焼入れ後の性質調整硬さと靭性などのバランスを整える
焼なまし軟化・加工性改善・応力除去など目的に応じて軟らかく・整える
焼ならし組織の均一化・微細化など組織を整える

注意:実際の加熱温度・保持時間・冷却方法は、鋼種、部品寸法、形状、狙う性質によって変わります。この記事では基本的な考え方を説明します。

焼入れ|主に鋼を硬くする

焼入れは、鋼を適切な温度まで加熱して保持したあと、目的に合った方法で急冷し、硬化させる熱処理です。

焼入れによって得られる硬さや硬化の深さは、炭素量や合金元素、冷却速度、部品の大きさなどの影響を受けます。

そのため、「水に入れて急冷すれば何でも同じように硬くなる」というものではありません。

焼戻し|焼入れ後の性質を調整する

焼戻しは、焼入れした鋼を再び適切な温度まで加熱して、硬さ・靭性・残留応力などを調整する処理です。

焼入れしたままの鋼は、高い硬さが得られても、用途によっては割れや欠けに対する余裕が不足することがあります。そこで焼戻しを行い、実際の部品に必要な性質へ近づけます。

焼入れと焼戻しは、セットで考えることが多い。

焼なまし|軟らかくするだけではない

焼なましは、鋼を加熱・冷却することで、目的に応じて軟らかくする、加工しやすくする、組織を整える、残留応力を減らすなどの効果を狙う熱処理です。

「焼なまし=ゆっくり冷やす」と説明されることがありますが、焼なましには完全焼なまし、球状化焼なまし、応力除去焼なましなど複数の種類があります。すべてを同じ冷却方法で説明することはできません。

焼ならし|組織を整える

焼ならしは、鋼を適切な温度まで加熱したあと、一般に空気中で冷却し、組織の均一化・微細化や機械的性質の調整を狙う熱処理です。

鍛造や圧延などのあとに組織を整え、次の加工や熱処理につなげる目的で使われることもあります。

焼なましと焼ならしは何が違う?

初心者が特に迷いやすいのがこの2つです。

焼なまし焼ならし
主な狙い軟化、加工性改善、応力除去、組織調整など組織の均一化・微細化、機械的性質の調整
冷却処理の種類によって異なる一般に空冷
覚え方目的に応じて「軟らかく・整える」「組織をならして整える」

4つを工程の流れで見る

  • 焼入れ:加熱 → 保持 → 急冷 → 硬化
  • 焼戻し:焼入れ後 → 再加熱 → 冷却 → 性質調整
  • 焼なまし:目的に合った加熱・保持・冷却 → 軟化や組織調整など
  • 焼ならし:加熱 → 保持 → 一般に空冷 → 組織・性質調整

第4回のまとめ

  1. 焼入れは主に硬くする処理
  2. 焼戻しは焼入れ後の性質を調整する処理
  3. 焼なましは軟化・加工性改善・応力除去など目的が複数ある
  4. 焼ならしは一般に空冷して組織や機械的性質を整える
  5. 実際の条件は鋼種・寸法・目的によって変わる

次回|焼入れとは?なぜ鋼は硬くなる?

次回から4つの基本熱処理を1つずつ詳しく見ていきます。まずは焼入れです。なぜ急冷すると鋼が硬くなるのかを、金属組織を先に暗記せずに理解していきます。

参考資料

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