AHYW機械のメインフレームの熱処理
現在、CNCシンクロプレスブレーキのメインフレーム、CNCオートプレスブレーキバックギャザー、ファイバーレーザー切断機のメインフレームを使用して、長時間のミニ変形で材料応力を除去することができるすべての板金加工フレームに対して、安徽ヤウェイは熱処理を採用しています。
熱処理 （または 熱処理 ）は 、材料 の物理的、時には化学的性質 を変えるために使用される工業および金属加工プロセスのグループで ある 。 最も一般的なアプリケーションは冶金学です。 熱処理は、ガラスのような多くの他の材料の製造にも用いられる 。 熱処理は、材料の硬化または軟化のような所望の結果を達成するために、通常は極端な温度に加熱または冷却することを含む。 熱処理技術には、焼きなまし、焼入れ硬化、析出強化、焼戻し、標準化および焼入れが含まれる。 熱処理 は、意図的に物性を変更する目的で加熱冷却が行われるプロセスにのみ適用されますが、熱間成形や溶接など他の製造プロセスでは、加熱と冷却が偶発的に行われることが多いことに注意してください。
金属材料は、「結晶粒」または微結晶と呼ばれる小さな結晶の微細構造からなる。 粒子の性質（すなわち、粒度および組成）は、金属の全体的な機械的挙動を決定する最も効果的な因子の1つである。 熱処理は、微細構造内の拡散速度および冷却速度を制御することによって、金属の特性を操作する効率的な方法を提供する。 熱処理は、硬度、強度、靭性、延性、および弾性などの特性を操作する、金属合金の機械的特性を変更するためにしばしば使用される。
熱処理中に合金の性質を変える可能性がある2つのメカニズムがあります：マルテンサイトの形成は結晶を本質的に変形させ、拡散メカニズムは合金の均質性の変化を引き起こします。
結晶構造は、格子と呼ばれる非常に特殊な配置でグループ化された原子からなる。 ほとんどの要素で、この順序は温度や圧力などの条件に応じて再調整されます。 同調性または多形性と呼ばれるこの再編成は、特定の金属の多くの異なる温度で数回発生し得る。 合金では、この再配列により、母材に通常溶解しない元素が突然溶解し、一方、同素体の逆転によって元素が部分的または完全に不溶性になることがある。
可溶性状態にあるとき、拡散プロセスは、溶解した元素の原子を広げて、母材の結晶内に均質な分布を形成しようとする。 合金が冷却されて不溶性状態になると、溶解した成分（溶質）の原子が溶液から移動することがある。 このタイプの拡散は、析出と呼ばれ、析出する原子群が粒界で一緒になって核形成する。 これは、一般に2つ以上の異なる相からなる微細構造を形成する。例えば、ゆっくりと冷却された層は、フェライトとセメンタイトの交互層からなる積層構造を形成し、軟質パーライトとなる。 鋼をオーステナイト相に加熱した後、水中で急冷すると、微細構造はマルテンサイト相になる。 これは、焼き入れ後に鋼がオーステナイト相からマルテンサイト相に変化するためである。 クエンチがすべての鋼を急速に冷却しない場合には、いくつかのパーライトまたはフェライトが存在し得ることに留意すべきである。
鉄基合金とは異なり、ほとんどの熱処理可能な合金はフェライト変態を起こさない。 これらの合金では、結晶粒界における核生成はしばしば結晶マトリックスの構造を強化する。 これらの金属は沈殿によって硬化する。 典型的には、温度に依存する遅いプロセスが、これはしばしば「時効硬化」と呼ばれる。
多くの金属および非金属は、急速に冷却すると（油、ポリマー、水などの外部媒体を用いて）、マルテンサイト変態を示す。 金属が非常に迅速に冷却されるとき、不溶性原子は、時間の経過において溶液から移動しないことがある。 これは「拡散のない変換」と呼ばれています。 結晶マトリックスがその低温配置に変化すると、溶質の原子が格子内に閉じ込められる。 閉じ込められた原子は、結晶マトリックスがその低温同素体に完全に変化するのを防止し、格子内に剪断応力を生成する。 鋼のようないくつかの合金が急速に冷却されると、マルテンサイト変態が金属を硬化させ、アルミニウムのように他の合金では合金が軟らかくなる。
時間と温度の影響
鋼の時間 - 温度変換（TTT）図。 赤い曲線は、上限臨界温度（A3）から冷却された場合の異なる冷却速度（速度）を表しています。 V1はマルテンサイトを生成する。 V2はマルテンサイトと混合したパーライトを、V3はベイライトをパーライトおよびマルテンサイトと一緒に生成する。
適切な熱処理は、温度、一定の温度で保持された時間および冷却速度に対する正確な制御を必要とする。 [12]
応力緩和、焼き戻し、および時効処理を除き、ほとんどの熱処理は合金を上部変態（A 3 ）温度を超えて加熱することから始まります。 この温度は、A 3温度で金属がヒステリシスの期間を経験するため、「停止」と呼ばれる。 この時点で、すべての熱エネルギーが結晶の変化を引き起こすために使用されるので、温度は短時間上昇しなくなり（停止）、変更が完了すると上昇を続けます。 したがって、変態が起こるには、合金を臨界温度以上に加熱しなければならない。 合金は、通常、合金が完全に浸透するのに十分な長さのこの温度で保持され、それによって完全な固溶体となる。
より小さな粒度は、通常、靭性、せん断強度および引張り強さのような機械的特性を向上させるので、溶液の粒があまりにも大きく成長するのを防ぐために、これらの金属はしばしば上部臨界温度よりも高い温度に加熱される。 例えば、鋼が上限臨界温度を超えて加熱されると、オーステナイトの小さな粒子が形成される。 これらは、温度が上昇するにつれて大きくなる。 非常に迅速に冷却されると、マルテンサイト変態の間に、オーステナイト粒度はマルテンサイト粒度に直接影響を及ぼす。 より大きな粒子は大きな粒界を有し、これは構造中の弱い斑点として働く。 粒度は、通常、破損の可能性を低減するように制御される。
拡散変換は非常に時間に依存します。 金属を冷却すると、通常は、はるかに低い温度に降水が抑制されます。 例えば、オーステナイトは、通常、上限臨界温度より上にしか存在しない。 しかしながら、オーステナイトが十分に迅速に冷却されるならば、変態は、より低い臨界温度より数百度低い温度で抑制され得る。 このようなオーステナイトは非常に不安定であり、十分な時間が与えられると、フェライトとセメンタイトの様々な微細構造に析出する。 冷却速度は、粒成長の速度を制御するために使用することもできるし、部分的にマルテンサイト組織を生成するために使用することもできる。しかしながら、マルテンサイト変態は時間に依存しない。 合金が他の微細構造が完全に形成される前にマルテンサイト変態（M s ）温度まで冷却される場合、変態は通常、音速直下で生じる。
オーステナイトが十分に遅く冷却されてマルテンサイト変態が起こらない場合、オーステナイト粒度は核形成速度に影響を及ぼすが、一般に温度および結晶粒径および微細構造を制御する冷却速度である。 オーステナイトが極端に遅く冷却されると、セメンタイトの球状介在物で充填された大きなフェライト結晶が形成される。 この微細構造は「球状体」と呼ばれる。 冷却が少し速くなると、粗いパーライトが形成されます。 より速く、そして細かいパーライトが形成されます。 さらに冷却すると、ベイナイトが形成されます。 同様に、これらの微細構造は、特定の温度まで冷却された後にも形成され、その後ある時間保持される。 [17]
ほとんどの非鉄合金もまた溶液を形成するために加熱される。 多くの場合、これらは非常に急速に冷却されてマルテンサイト変態を生じ、溶液を過飽和状態にする。 その後、はるかに柔らかい状態にある合金を冷間加工することができる。 この冷間加工は合金の強度および硬度を増加させ、塑性変形によって生じる欠陥は析出を加速させ、合金の通常の硬度を超える硬度を増加させる傾向がある。 たとえ冷間加工されていなくても、これらの合金の溶質は通常は沈殿するが、プロセスにはかなりの時間がかかることがある。 場合によっては、これらの金属は、より低い臨界（A 1 ）温度よりも低い温度に加熱され、再結晶化を防止し、沈殿をスピードアップする。
板金のアニーリング
アニーリング（冶金）
アニーリングは、金属を特定の温度に加熱した後、成分を完全にまたは部分的に分離して微細な微細構造を生成する速度で冷却することからなる。 冷却速度は一般に遅い。 アニーリングは、冷間加工のために金属を軟化させるため、機械加工性を改善するため、または導電性のような特性を高めるために最も頻繁に使用される。
鉄合金では、アニーリングは、通常、金属を上限臨界温度以上に加熱し、次いで非常にゆっくりと冷却し、パーライトを生成させることによって達成される。 純金属と熱処理できない多くの合金の両方で、冷間加工によって引き起こされる硬度を除去するためにアニーリングが使用されます。 金属は、再結晶化が起こる温度に加熱され、それによって塑性変形によって引き起こされる欠陥を修復する。 これらの金属では、冷却速度は通常ほとんど影響を及ぼさない。 熱処理可能なほとんどの非鉄合金も、冷間加工の硬度を緩和するために焼鈍される。 これらは徐々に冷却されて成分の完全な沈殿を可能にし、微細化された微細構造を生成することができる。
鉄合金は、通常、「完全焼鈍」または「焼鈍」される。 フルアニーリングは、粗いパーライトを形成するために、非常に遅い冷却速度を必要とする。 プロセスアニーリングでは、冷却速度はより速くなり得る。 最大化まで、そして正規化を含む。 プロセスアニーリングの主な目的は、均一な微細構造を生成することである。 非鉄合金は、「再結晶焼きなまし」、「部分焼きなまし」、「完全焼きなまし」および「最終焼きなまし」を含む様々な焼きなまし技術に供されることが多い。 すべてのアニーリング技術が、応力緩和のような再結晶化を伴うわけではない。
