中炭素鋼とは?
鋼は、主に鉄で構成され、0.2 ～ 2.1% の炭素を含む金属の合金です。すべての鋼には炭素が含まれていますが、「炭素鋼」という用語は、主な合金成分として炭素を含む鋼に特に適用されます。中炭素鋼は、0.30 ～ 0.60% の炭素を含む炭素鋼です。また、マンガン含有量は 0.6 ～ 1.65% です。このタイプの鋼は、強度と延性のバランスが良く、多くのタイプの鋼部品で一般的です。
鉄は鉄原子の結晶格子で構成されており、原子が互いにすり抜けて、純粋な鉄が比較的柔らかくなります。鋼の炭素はこの傾向を減らし、中炭素鋼を鉄よりも硬くします。クロム、マンガン、タングステン、バナジウムなどの追加元素も鋼の硬化剤として機能します。これらの元素の正確な比率によって、鋼の特定の特性が決まります。
炭素を追加すると鋼は硬くなりますが、もろくなるため、炭素鋼を製造するには硬度と延性のバランスが必要です。中炭素鋼の最も一般的な用途は、車軸、クランクシャフト、カップリング、ギアなどの重機です。炭素含有量が 0.4 ～ 0.6% の鋼は、鉄道業界で車軸、レール、車輪の製造に一般的に使用されています。
中炭素鋼を熱で処理すると、延性、硬度、強度などの機械的特性が大幅に変化します。鋼の熱処理は、熱や電気を伝導する能力など、他の特性にもわずかに影響します。鋼を熱処理する方法には、さまざまな方法があります。
中炭素鋼の炭素とマンガンの含有量により、焼入れと焼き戻しがこのタイプの鋼の最も一般的な熱処理方法になります。このプロセスでは、通常、鋼を 1,333°F (約 723°C) 未満に繰り返し加熱し、油や水などの液体で焼き入れて急速に冷却します。このプロセスの温度と時間により、メーカーは鋼の最終特性を正確に制御できます。
肌焼きは、鋼の外側のみに影響を与える鋼を硬化させるプロセスです。これにより、硬質で耐水性のある外装と、より延性のある内装が生まれます。厚い炭素鋼部品を完全に硬化することは難しいため、炭素鋼はしばしば表面硬化されます。中炭素鋼よりも多くの合金剤を含む鋼は、硬化する能力が高く、肌焼きする必要がない場合があります。
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