2008年5月18日 星期日

鉄鋼材料金属組織について www.tool-tool.com


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熱処理作業について学習を行う前に、今までにお話ししてきた中で出てきた金属組織について、その特徴を若干解説しておきましょう。

フェライト

純鉄に微量(常温で0.00004%、723℃で00218%)のCを固溶したα-固溶体のことで、組織学上フェライトと云います。また、α-鉄、地鉄と呼ばれることもあります。ラテン語の鉄Ferrum(フェルーム)からきています。bccの結晶構造を持ち、A変態点でγ-鉄に変わります。軟らかく延性に優れ、常温から780℃までは強磁性体です。顕微鏡的にはオーステナイトと同様、多角形状の集合体で腐食されにくい組織です。硬さは70~100HVです。

セメンタイト

FeとC(6.69%)の金属間化合物です。炭化物とも呼ばれFeCで表されます。金属光沢を有し硬くてもろく、常温では強磁性体ですが、213℃(A変 態:キューリ点)で磁性を失います。顕微鏡的には層状、球状、網状、針状を呈し、特に球状をしたものを球状セメンタイトと呼んでいます。耐摩耗性が要求さ れる工具や軸受けなどではなくてはならない組織の一つです。通常は腐食され難く、白色を呈していますが、ピクリン酸ソーダのアルカリ溶液で煮沸すると黒色 になります。また、FeCは比較的不安定な化合物で、900℃程度の温度で、長時間加熱すると黒鉛(グラファイト)に分解します。硬さは1200HV程度です。

パーライト

0.77%Cの鋼がA変態点で生じた共析晶です。フェライトとFeC が極く薄い層で交互に並んだもので、一見パール(真珠貝)のような色合いを示すことから、パーライトと呼んでいます。パーライトはオーステナイト状態の鋼 を、ゆっくり冷やした時に得られる組織で、冷却速度の相違によって層間隔が異なるため、3つに分類しています。普通パーライト(粗パーライト)は100倍 程度で層状が認められ、一般的に観察されるものです。中パーライトは1000倍位で認められず、2000倍で層間隔がわかる程度です。また、微細パーライ トは焼入れ冷却途中で、S曲線の鼻にかかり、生じたもので、2000倍でも層状が認めがたい組織です。硬さは240HV程度です。

マルテンサイト

1891 年ドイツのマルテンスによって発見された組織で、Cを固溶したα-固溶体のことです。オーステナイトを急冷したとき無拡散変態、つまり、焼入れした時に得 られる組織で結晶構造は、体心正方晶及び体心立方晶とがあります。組織的には麻の葉状又は針状を呈しています。鋼の熱処理の内で最も硬くもろい組織で、強 磁性を示します。このマルテンサイトを100~200℃で焼戻しを行うと、FeCが析出し、若干粘り強くなりますが腐食されやすくなります。この状態のマルテンサイトを焼入れの場合と区別し、焼戻マルテンサイトと呼んでいます。硬さは0.2%Cで500HV、0.8%Cで850HV程度です。

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