アニーリングとは何ですか？-定義、プロセス、および段階
金属の化学的性質が機械的性質の大部分を決定しますが、多くの金属の化学的性質は熱処理によって変化する可能性があります。今日利用できる熱処理にはさまざまな種類があり、最も一般的な方法の1つはアニーリングです。
アニーリングとは何ですか？
焼きなましは、主に延性を高め、材料の硬度を下げるために使用される熱処理プロセスです。この硬度と延性の変化は、焼きなましされる材料の結晶構造の転位が減少した結果です。
焼きなましは、多くの場合、材料が硬化または冷間加工プロセスを経た後に行われ、脆性が損なわれるのを防ぎ、その後の操作でより柔軟にします。
金属が焼きなましされる理由
上記のように、焼鈍は硬度を下げ、延性を高めるために使用されます。アニーリングによってこれらの機械的特性を変更することは、多くの理由で重要です。
- 焼きなましにより、材料の成形性が向上します。硬くて脆い材料は、材料を壊さずに曲げたり押したりするのが難しい場合があります。アニーリングはこのリスクを排除します。
- 焼きなましも被削性を向上させることができます。非常に脆い材料は、過度の工具摩耗を引き起こす可能性があります。焼きなましによって材料の硬度を下げることにより、使用する工具の摩耗を減らすことができます。
- アニーリングにより残留応力が除去されます。残留応力は亀裂やその他の機械的合併症を引き起こす可能性があり、可能な限りそれらを排除することが最善であることがよくあります。
詳細については、をご覧ください。 材料の機械的特性 詳細については、
をご覧ください。どの金属を焼きなましできますか？
焼きなまし工程を行うためには、熱処理により改質できる材料を使用する必要があります。例としては、多くの種類の鋼や鋳鉄があります。一部の種類のアルミニウム、銅、真ちゅう、およびその他の材料も、アニーリングプロセスに応答できます。
アニーリングプロセス
焼きなましは、材料の物理的特性、場合によっては化学的特性を変化させて延性を高め、硬度を下げて作業性を高める熱処理プロセスです。
アニーリング炉は、再結晶温度を超えて材料を加熱し、適切な時間、所望の温度に保持された後、材料を冷却することによって機能します。加熱プロセスによって原子運動が再分配され、ワークピース内の転位が除去されるとすぐに、材料は冷却時に再結晶します。
アニーリングプロセスには3つの主要な段階があります ：
- 回復段階。
- 再結晶段階
- 穀物の成長段階
回復段階
回収段階では、炉または他のタイプの加熱装置を使用して、内部応力が緩和される温度まで材料を上昇させます。
再結晶化段階
再結晶段階の間、材料はその再結晶温度より上であるがその溶融温度より下に加熱される。これにより、既存の張力なしで新しい粒子が形成されます。
穀物の成長段階
穀物が成長するにつれて、新しい穀物は完全に発達します。この成長は、材料を特定の速度で冷却することによって制御されます。これらの3つの段階を完了すると、延性が向上し、硬度が低下した材料になります。機械的特性をさらに変化させる可能性のある後続のプロセスは、アニーリングプロセスの後に実行されることがあります。
アニーリングが必要なのはいつですか、なぜそれが重要なのですか？
焼きなましは、曲げ、冷間成形、絞りなどのプロセスで発生する可能性のある加工硬化の影響を逆転させるために使用されます。材料が硬くなりすぎると、作業ができなくなったり、ひび割れが発生したりする可能性があります。
再結晶温度を超えて材料を加熱すると、材料の延性が高まり、したがって再び機能します。焼きなましは、溶接部が固化するときに発生する可能性のある応力も除去します。熱間圧延鋼も再結晶温度以上に加熱することで成形・成形されます。焼きなまし鋼と合金鋼が一般的ですが、アルミニウム、真ちゅう、銅などの他の金属もこのプロセスの恩恵を受けることができます。
金属加工業者は、焼きなましを使用して複雑な部品を作成し、事前に機械加工された状態に戻すことで材料を機能させます。このプロセスは、冷間加工後の延性を維持し、硬度を下げるために重要です。さらに、一部の金属は、導電率を高めるために焼きなましされています。
アニーリングは合金で使用できますか？
焼鈍は合金で行うことができ、部分的または完全な焼鈍が非熱処理合金に使用される唯一の方法です。低温で安定化できる5000シリーズの合金は例外です。
合金は、合金に応じて300〜410°Cの温度で焼きなましされます。加熱時間は、ワークピースのサイズと合金の種類に応じて0.5〜3時間です。合金は、温度が290°Cに下がるまで、1時間あたり最大20°Cの速度で冷却する必要があります。その後、冷却速度は重要ではなくなります。
利点 アニーリングの
焼きなましの主な利点は、このプロセスによって材料の加工性が向上し、靭性が向上し、硬度が低下し、金属の延性と機械加工性が向上することです。
加熱および冷却プロセスは、金属の磁気特性と電気伝導率を向上させながら、金属の脆性も低減します。
アニーリングのデメリット
アニーリングの主な欠点は、アニーリングする材料によっては、時間のかかるプロセスになる可能性があることです。高温を必要とする材料は、特にアニーリング炉で自然に冷却される場合、十分に冷却されるまでに長い時間がかかる可能性があります。
アニーリングのアプリケーション
アニーリングは、金属を複雑な構造に加工したり、数回加工したりする必要があるさまざまな産業で使用されています。
アニーリングの主な用途の1つは、加工硬化の影響を逆転させることです。同様の方法で、溶接部が固化するときに発生する内部応力を除去するために焼きなましが利用されます。鋼に加えて、銅、アルミニウム、真ちゅうなどの他の金属も焼きなましの恩恵を受ける可能性があります。
よくある質問。
アニーリングとは何ですか？
焼きなましは、主に延性を高め、材料の硬度を下げるために使用される熱処理プロセスです。この硬度と延性の変化は、焼きなましされる材料の結晶構造の転位が減少した結果です。
アニーリングプロセスとは何ですか？
焼きなましは、材料の物理的特性、場合によっては化学的特性を変化させて延性を高め、硬度を下げて作業性を高める熱処理プロセスです。
アニーリングの3つの段階は何ですか？
材料の温度が上昇するにつれて進行するアニーリングプロセスの3つの段階は、回復、再結晶、および結晶粒成長です。
アニーリングのプロセスは何ですか？
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化させる熱処理プロセスです。通常、鋼では、焼きなましを使用して硬度を下げ、延性を高め、内部応力を排除します。
アニーリングの3つの段階は何ですか？
アニーリングプロセスには3つの主要な段階があります。
- 回復段階。
- 再結晶段階。
- 穀物の成長段階。
アニーリング中に何が起こりますか？
アニーリングプロセス中、金属は再結晶が発生する可能性のある特定の温度に加熱されます。この段階で、金属の変形によって引き起こされた欠陥は修復されます。金属はその温度で一定期間保持され、その後室温まで冷却されます。
なぜステンレス鋼を焼きなましするのですか？
オーステナイト系ステンレス鋼は、熱処理によって硬化することはできません。代わりに、これらの鋼は硬化します（製造および形成中に硬度に達します）。これらのステンレス鋼を焼きなましすると、それらが柔らかくなり、延性が増し、耐食性が向上します。
どのようにアニーリングしますか？
鋼などの鉄金属の場合、焼きなましは、材料をしばらく加熱し（通常は光るまで）、その後、静止空気中でゆっくりと室温まで冷却することによって実行されます。銅、銀、真ちゅうは、空中でゆっくりと冷却することも、水中で急冷することによって急速に冷却することもできます。
どのような材料を焼きなましできますか？
最も一般的には、製造業では多くの種類の鋼と鋳鉄が焼きなましされます。焼きなましできるアルミニウム、銅、真ちゅうの特定のタイプもあります。鋼は通常、静止空気中で室温まで冷却されますが、銅や真ちゅうは水中で急冷することもできます。
なぜアルミニウムを焼きなましするのですか？
アルミニウムをアクセスしにくい形状に曲げたい場合は、アニーリングが解決策を提供します。このプロセスでは、融点近くまで加熱してから、材料をゆっくりと冷却します。それに応じて、材料の結晶構造が柔らかくなり、より柔軟になります。
アニーリングと焼入れの違いは何ですか？
焼鈍後、結晶粒は微細化されます。構造が調整され、組織の欠陥が排除されます。焼入れにより、過冷却オーステナイトはマルテンサイトまたはベイナイト変態を起こします。マルテンサイトまたはベイナイト構造が得られます。
硬化と焼きなましの違いは何ですか？
焼きなましは、材料を軟化させるため、または機械加工性、電気的特性、寸法安定性などの他の望ましい特性を得るために使用される熱処理プロセスです。硬化または焼入れは、金属の硬度を上げるプロセスです。
アニーリングはストレスを和らげますか？
これには、材料を再結晶温度以上に加熱し、適切な温度を維持してから冷却することが含まれます。焼きなましは、延性を誘発し、材料を柔らかくし、内部応力を緩和し、均一にすることで構造を洗練し、冷間加工特性を向上させることができます。
ステンレス鋼を焼きなましできますか？
はい、タイプ441ステンレス鋼チューブを焼きなましすることは可能です。完全なアニーリングは、厚さ25 mmあたり90分間、760〜830°Cの温度に加熱した後、空気急冷することによって実行されます。溶接後などの応力緩和は、200〜300°Cの範囲で実行できます。
焼きなまし銅とはどういう意味ですか？
焼きなまし銅は、硬化後に熱処理を施して展性を回復させたものです。焼きなまし銅は、特別な工具を必要とせずに曲げるのに十分な柔軟性のあるチューブを必要とする暖房および配管作業で使用されます。
どのように金属を強化しますか？
金属の強度を高めるには、次の4つの方法があります。
- 冷間加工。
- 固溶体硬化。
- 変換硬化。
- 析出硬化。
焼き戻しと焼きなましは同じですか？
両方の熱処理は鋼の処理に使用されますが、焼きなましはより柔らかな鋼を作成し、焼き戻しはより脆くないバージョンを作成し、建築および産業用途で広く使用されます。
ステンレス鋼を焼きなましする温度はどれくらいですか？
ほとんどのオーステナイト系ステンレス鋼は、最低温度1900°F（1038°C）で焼きなましされた後、水焼入れまたは急冷されます。マルテンサイト鋼は低温（約1400°F / 760°C）で焼きなましされ、ゆっくりと冷却されます。
アニーリングの主な目的は何ですか？
焼きなましの主な利点は、プロセスが材料の加工性を向上させ、靭性を高め、硬度を下げ、金属の延性と機械加工性を高める方法にあります。
304をどのようにアニーリングしますか？
タイプSS304およびSS304Lのアニーリングは、1900°F以上に加熱し、25mmの厚さあたり90分間加熱した後、水または空気で急冷することによって実現されます。最高の耐食性は、最終焼鈍温度が1900°Fを超えるときに達成されます。
溶体化処理プロセスとは何ですか？
ソリューションアニーリングは、材料の冶金学的構造を変更してその機械的または電気的特性を変更する熱処理プロセスです。通常、このプロセスは、溶接可能な状態に戻す必要がある老朽化した材料の金属亀裂感度を低下させるために使用されます。
銅はどの温度で焼きなましできますか？
銅管は通常、700〜1200ºF（370〜650ºC）の温度範囲で「焼きなまし」されます。加熱方法、炉の設計、炉の雰囲気、およびワークピースの形状は、結果の均一性、仕上げ、およびコストに影響を与えるため、重要です。
どのように銀を柔らかくしますか？
スターリングシルバーを柔らかくするには、593°C（1100°F）に加熱してから水で急冷します。銀は、焼きなましが必要になる前に最大70％まで冷間加工できます。
なぜステンレス鋼を焼きなましするのですか？
オーステナイト系ステンレス鋼は、熱処理によって硬化することはできません。代わりに、これらの鋼は硬化します（製造および形成中に硬度に達します）。これらのステンレス鋼を焼きなましすると、それらが柔らかくなり、延性が増し、耐食性が向上します。
銅を焼きなましするとどうなりますか？
銅を焼きなましすると、柔らかくなり、もろくなりません。これにより、銅を壊さずに曲げることができます。この可鍛性により、金属にひびを入れることなく、銅をハンマーで叩いて任意の形状に成形することができます。
アニーリング後にクエンチしますか？
金属を焼きなましするには、トーチで金属を臨界温度まで上げてから、溶銑を水中で急冷する必要があります。金属をアニーリング温度を超えて加熱しないように注意してください。加熱すると溶けてしまいます。
金属