直管鋼管の焼鈍手順

アニーリング直管鋼管鋼管を所定の温度まで加熱し、その温度に保持した後、室温までゆっくりと冷却する処理です。焼鈍処理には、焼鈍、球状化焼鈍、応力除去焼鈍が含まれます。

1. 鋼管を所定の温度まで加熱し、しばらく保持した後、炉で徐冷することを焼鈍といいます。その目的は、鋼管の硬度を下げ、鋼管内の組織不均一性や内部応力を除去することです。

2. 鋼管を750℃に加熱し、しばらく保持した後、500℃まで徐冷し、その後空気中で冷却する球状化焼鈍処理。鋼の硬度と切削性を低減する目的で、主に高炭素鋼に使用されます。

3. 応力除去鋼管焼鈍は低温焼鈍とも呼ばれ、鋼管を500～600℃に加熱し、しばらく保持した後、炉内で300℃以下まで徐冷し、その後室温で冷却します。焼鈍処理中は組織に変化はなく、金属内部の応力が主に除去されます。

4. 焼準 鋼管を臨界温度より30～50℃高い温度に加熱し、適切な時間保持した後、静止空気中で冷却する熱処理工程を焼準といいます。焼準の主な目的は、鋼の組織と性能を改良し、平衡状態に近い組織を得ることです。焼準と焼鈍工程の主な違いは、焼準の冷却速度がやや速いため、焼準熱処理の生産サイクルが短いことです。したがって、焼鈍と焼準でも部品の性能要件を満たすことができる場合は、可能な限り焼準を使用する必要があります。

5. 焼入れは、鋼管を臨界点以上の一定の温度（45号鋼の焼入れ温度は840〜860℃、炭素工具鋼の焼入れ温度は760〜780℃）に加熱し、適切な速度（油中で冷却してマルテンサイトまたはベイナイト組織を得る熱処理工程を焼入れといいます。焼入れ、焼鈍、焼き戻しの各工程の主な違いは、冷却速度が速く、マルテンサイト組織を得ることが目的であることです。マルテンサイト組織は、鋼の焼入れ後に得られるアンバランスな組織です。硬度は高いですが、可塑性と靭性は劣っています。マルテンサイトの硬度は、鋼の炭素含有量が増加するにつれて増加します。

6. 焼戻し鋼管は焼入れ後、臨界温度以下の一定温度まで加熱し、一定時間保持した後、室温まで冷却します。この熱処理工程は焼戻しと呼ばれます。一般に、焼入れした鋼材はそのまま使用することはできず、焼戻し処理を施してからでないと使用できません。焼入れ鋼は硬度が高く脆いため、そのまま使用すると脆性破壊が発生することがよくあります。焼戻し処理は、内部応力を除去または低減し、脆性を低減し、靭性を向上させることができます。また、焼入れ鋼の機械的性質を調整することで、鋼材の性能を最大限に発揮させることができます。焼戻し温度の違いにより、低温焼戻し、中温焼戻し、高温焼戻しに分けられます。
1) 低温焼戻し 150～250；内部応力、脆性を低減し、焼入れ後も高い硬度と耐摩耗性を維持します。
2)中温焼戻し350～500；弾力性と強度を向上。
3）高温焼戻し500～650℃；焼入れ鋼部品を500℃以上で焼戻しすることを高温焼戻しといいます。高温で焼入れされた鋼部品は、強度、硬度、塑性、靭性など、総合的な機械的性質を有します。そのため、一般的に中炭素鋼および中炭素合金鋼は、焼入れ後に高温焼戻し処理を施すことが多く、軸部品への応用例が多いです。焼入れ＋高温焼戻しは、焼入れ焼戻し処理と呼ばれます。