アニーリングは、材料の微細構造を変化させてその機械的または電気的特性を変える熱処理プロセスです。通常、鋼では、硬度を下げ、延性を高め、内部応力を除去するために焼きなましが使用されます。
アニーリングは、主に材料の延性を高め、硬度を下げるために使用される熱処理プロセスです。硬度と延性のこの変化は、焼きなましされた材料の結晶構造における転位の減少の結果です。アニーリングは通常、材料の脆性破壊を防止したり、後の取り扱いを容易にするために、材料が硬化または冷間加工プロセスを受けた後に行われます。
アニーリングは、金属の特性を変える特定の熱処理プロセスです。熱処理にはさまざまな種類がありますが、延性を高め、硬度を下げるため、焼きなましが一般的です。
ステンレス鋼および合金の熱処理サービス溶体化焼鈍 (溶体化処理とも呼ばれます) は、多くの異なる種類の金属に対する一般的な熱処理プロセスです。ステンレス鋼、アルミニウム合金、ニッケル基超合金、チタン合金、および一部の銅基合金はすべて溶体化処理が必要な場合があります。
非鉄金属の熱処理には、溶体化熱処理と焼鈍が一般的です。前回の記事では、鋼などの鉄金属の熱処理プロセスについて説明しました。今回は、溶体化処理や焼鈍などの熱処理工程について学びます。析出硬化、窒化、冷間加工、脱炭についても学びます。
溶体化処理はステンレス鋼の鋳造後の熱処理方法として最も一般的です。オーステナイト系ステンレス鋼が約 1100 ℃に加熱されると、炭化物相は完全または実質的に溶解します。
ステンレス鋼鋳物の組織と組成を均一にすることは、原材料にとって特に重要です。これは、鋳造温度と冷却速度が同じではなく、その結果、微細構造が不均一になるためです。高温になると原子の活動が強化され、｜Ò相が溶解し、化学組成が均一になる傾向があります。急速に冷却すると均一な単相構造が得られます。
ステンレス鋳物本来の耐食性を回復します。ステンレス鋼の耐食性はインベストメント鋳造後に低下します。ステンレス鋼鋳物の耐食性は、溶体化処理後に最適な状態に回復します。
時効硬化// 析出硬化の前に溶体化焼鈍処理が必要です。時効硬化中に形成された析出物のみが最終製品に存在するように、溶体化焼鈍中に作成される単相微細構造は時効硬化前に必要となります。時効中に形成されるこれらの析出物の組成、サイズ、量によって、時効後の最終製品の硬度、強度、機械的特性が決まります。これらの要件をすべて満たすためには、老化前に構造を適切に溶体化処理することが重要です。
オーステナイト系ステンレス鋼 6Mo は、合金 904l\/1.4539 に基づいて開発されました。ただし、6Mo のモリブデン含有量は 6.5% に増加します。 6Mo は耐一般腐食性に優れ、耐孔食性および耐すきま腐食性が向上します。耐応力腐食割れ性も向上します。スーパーオーステナイト系ステンレス鋼と呼ばれることが多いです。
ステンレス鋼 1.4529 HCR は、隙間腐食、孔食、塩素誘発応力腐食割れなどの局所的な腐食現象に対する高い耐性が特徴です。また、優れた機械的特性を示し、広い温度範囲で使用できます。硫酸、リン酸、塩化物、塩類との接触においても優れた弾性と耐摩耗性を示します。
グレード 316 は標準的なモリブデン含有グレードで、オーステナイト系ステンレス鋼では 304 に次いで重要です。 304 と比較して、モリブデンは 316 に優れた全体的な耐食性を与え、特に塩化物環境での孔食や隙間腐食に対する高い耐性を与えます。
ステンレス鋼 316 は、腐食環境や塩化物環境に対する耐性が高いモリブデン オーステナイト合金です。通常、このグレードのステンレス鋼は、排気マニホールド、熱交換器、ジェット エンジン、その他多くの用途に使用されます。
SS 316H 鍛造ティーは、パイプに対して直角に横方向に接続された短いパイプです。主に、2 つの出口を持つ 1 つのパイプに複数のパイプを接続するために使用されます。通常、これらにはエントリが含まれます。 SS 316 鍛造クロスは、クロスジョイントでパイプを接続し、各パイプからの流れを分割することにより、流れを結合または分配するために使用されます。
UNS S31254 の鋼材はスーパーオーステナイト系ステンレス鋼です。これらは、塩化物隙間腐食、応力腐食割れ、孔食に対する衝撃靱性を目的に設計されたハイエンドのステンレス鋼です。これらは、ニッケルとクロムの含有量が高いオーステナイトです。
304 はクロムニッケルオーステナイト系ステンレス鋼です。タイプ 302 よりも優れた耐食性。延性が高く、絞り、成形、紡糸特性に優れています。元来磁性はないが、冷間加工するとわずかに磁性が発生することもあります。炭素含有量が低いということは、溶接中の熱影響部での炭化物の析出が少なく、粒界腐食の影響を受けにくいことを意味します。
タイプ 316L を 800 ～ 1500 °F (427 ～ 816 °C) に継続的または長期間曝露すると、有害となる可能性があります。さらに、100 ～ 1500 °F (593 ～ 816 °C) の間で応力を緩和すると、このタイプのわずかな脆化が発生する可能性があります。
オーステナイト系ステンレス鋼は、ハロゲン化物環境では応力腐食割れ (SCC) が発生しやすいです。タイプ 316 合金はモリブデンが含まれているため、18Cr-8 Ni 合金よりも SCC に対して耐性がありますが、依然として影響を受けやすいです。 SCC が発生する条件は、(1) ハロゲン化物イオン (通常は塩化物イオン) の存在、(2) 残留引張応力、および (3) 約 120 °F (49 °C) を超える温度です。
完全にオーステナイトの溶接部は、溶接中に亀裂が発生しやすくなります。このため、タイプ 316 およびタイプ 316L の「適合する」フィラー金属は、微細構造内の少量のフェライトで硬化し、亀裂の感受性を最小限に抑えるように配合されています。
304 や 306 などの他のタイプの鋼とは異なり、316l ステンレス鋼合金は、高い耐食性が必要とされるさまざまな用途に使用できます。たとえば、化学業界や製薬業界の専門家は、手術器具や医療用インプラントの製造にそれを使用しています。
ノーマライズ正規化は、鋼に均一で細粒の構造を与えるように設計されています。このプロセスは、予測可能な微細構造を取得し、鋼の機械的特性を保証するために使用されます。
316L ステンレス鋼は、ろ過などの海洋用途のほぼ 90% で使用されているため、「船舶グレードのステンレス鋼」と呼ばれることが多いオーステナイト合金です。 316L には鉄やニッケルなどの金属に加えて、16 ～ 18% のクロムと 2 ～ 3% のモリブデンが含まれています。これらの元素は合金の耐食性を向上させるため重要です。クロムは海水中の酸素と相互作用して酸化クロムの保護層を形成し、モリブデンは金属の孔食に対する耐性を向上させます。さらに、316L は炭素含有量が低いため (名前に「L」が使用されている)、腐食に対する保護が優れています。
用途と材料焼ならしは主に、鍛造、熱間圧延、または鋳造後の炭素鋼および低合金鋼の組織を焼ならしするために使用されます。焼きならし後に得られる硬度は、鋼の寸法分析と使用する冷却速度 (約 100 ～ 250 HB) によって異なります。
グレード 1.4404 または 316L は、クロムとモリブデンの含有量が高く、炭素含有量が低いため、非常に優れた耐食性を備えたオーステナイト系ステンレス鋼 AISI 316 です。硬化後の強度は大径のもので600MPa程度ですが、小径のものは冷間加工により強度を高めることができます。
正規化された基底焼きならしは鋼から不純物を除去し、強度と硬度を高めます。これは、粒子のサイズを変更して鋼板全体で粒子をより均一にすることによって実現されます。鋼はまず特定の温度まで加熱され、次に空冷されます。
多くの用途の中で、製品には、機械、化学、石油、時計製造、食品および飲料、医療産業向けの計装コンポーネントが含まれます。
316Lは大径の焼鈍状態や小断面の冷間加工状態で使用できます。
正規化は、熱または機械的硬化プロセスの後に金属の延性と延性を高めるために使用される熱処理プロセスです。正規化には、材料を高温に加熱し、加熱後に室温の空気にさらして室温まで冷却することが含まれます。この加熱と徐冷により金属の微細構造が変化し、硬度が低下し、延性が増加します。
特に耐食性を回復するために、鍛造後に 1050 ～ 1080 ℃の焼きなましを行い、続いて急速焼き入れを行うことができますが、316L を硬化させるための熱処理はありません。
あらゆるプロジェクトに使用される材料が、特定の用途に適した機械的特性を備えていることが重要です。熱処理プロセスは金属の機械的特性を変更するためによく使用されますが、より一般的な熱処理プロセスの 1 つは焼きならしです。
高温用途の場合は、高炭素バリアント 316H ステンレス鋼および安定化グレード 316Ti ステンレス鋼を使用する必要があります。
