サブゼロ処理とは、鋼における熱処理方法の一つ。こちらでは、サブゼロ処理について、特徴や目的、必要な理由などにを紹介しています。ぜひ参考にしてみてください。
サブゼロ処理とは、鋼における熱処理方法の一つ。サブゼロは「零下処理・深冷処理」ともいいます。簡単に言うと、サブゼロ処理とは、焼き入れをした鋼材を0℃以下で急速に冷却する処理のことをいいます。サブゼロ処理を行う際の寒剤には、「ドライアイス・炭酸ガス・液体窒素」などがあり、ドライアイスとアルコールで約－8°C、炭酸ガスで－130°C、液体窒素で－196°Cまで冷却することが可能です。
－100°Cまでのサブゼロ処理のことを、一般的にサブゼロといい、－130°C以下の処理温度を超サブゼロといいます。冷却する温度が低ければい低いほど、耐摩耗性を向上させることができます。
サブゼロ処理の目的は多数ありますが、例を挙げると、材料の硬さを増したり、硬度を均一にしたり、寸法を一定にしたり、耐摩耗性を高めたりなどなど。サブゼロ処理では、鉄鋼の持つ金属組織をマルテンサイトに変化させることで、鉄鋼の硬度を驚くほどアップさせる効果があります。
マルテンサイトとは、Fe-C系合金を安定したオーステナイトから急激に冷却することで得られる組織のことで、鉄鋼鋼材の組織中で最も硬いと言われています。
残留オーステナイトは、割れたり、硬さが低下したり、時が経てば経つほど寸法が変化したりする原因となります。そのため、サブゼロ処理は、精密部品や金型でよく用いられている処理です。サブゼロ処理は、硬度を均一化したり、増加させたり、組織的性質を向上させたりすることを目的として行われます。
サブゼロ処理は鉄鋼を焼き入れ直後に行うもので、残留オーステナイトをマルテンサイト化させます。残留オーステナイトは熱力学的に不安定な組織のことで、長時間かけて他の組織に変化するもの。
サブゼロ処理は、前述した通り、温度が低ければ低いほど耐摩耗性が向上するという特徴がありますが、焼き入れ直後に急激に冷却すると、サブゼロクラックと呼ばれるヒビが発生する場合があります。そのため、100℃程度の湯で戻してから冷やすケースもあります。
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