Hardened Steel とは？HSS物性表

「硬化鋼」という用語は、熱処理を施した中炭素または高炭素鋼を指し、その後、急冷と焼戻しが行われます。急冷により、準安定なマルテンサイトが形成され、その割合は焼戻し過程で所定の量に調整されます。これは、工具や機械部品などの完成品に最も一般的な状態です。これに対し、同じ鋼の組成がアニーリング状態で処理されると、形成や加工に適した柔らかさになります。

鋼の温度と組成によって、硬化または軟化させることができます。鋼を硬くするには、非常に高温に加熱する必要があります。鋼がどれだけ硬くなるかは、金属中の炭素の量に依存します。炭素が多い鋼のみが硬化および焼戻しが可能です。金属に必要な量の炭素が含まれていない場合、結晶構造を破壊することができないため、鋼の物理的な構造は変更できません。

「硬化」という用語は、しばしば焼戻しされた鋼と関連付けられます。これらの両プロセスは、鋼を硬化させる際に一緒に行われます。この2段階のプロセスは、鋼を硬化させて摩耗しにくくすることから始まります。しかし、このプロセスにより鋼は非常に脆くなり、使用中に壊れやすくなることがよくあります。焼戻しは、鍛造鋼の硬さをわずかに低減させますが、全体的な品質を改善します。これにより、鋼ははるかに脆くなくなり、使用に耐える強度が増します。

硬化と焼戻しという2つの主要なプロセスは、4つの主要なステップに分けることができます。まず、炭素鋼の一片を徐々に加熱し、合金の臨界温度を超える温度に達させます。次に、鋼を急冷します。通常は水や油で急冷しますが、特定の結果を得るために塩水や水酸化ナトリウム溶液など他の急冷材が使用されることもあります。この段階で、鋼はその合金の最大硬度に達していますが、前述のように脆くなっています。

この時点で、焼戻しが通常行われ、硬さと靭性のより良いバランスを達成します。鋼は、望ましい焼戻しの色が現れるまで徐々に加熱されます。これは通常、合金の臨界温度よりかなり低い温度で行われます。焼戻しの色合いの違いは、硬さと靭性のバランスの違いを反映しており、異なる焼戻しのレベルは異なる用途に適しています。

その後、鋼は再度急冷され、望ましいレベルで焼戻しを「固定」します。熟練した鍛冶屋や金属加工者は、焼戻し色の慎重な観察のみを基に、鋼製の道具やアイテムの性能を正確に調整することができます。このプロセスの視覚的な表現を見ることで、概念が理解しやすくなるかもしれません。

鋼が硬化と焼戻しのプロセスを経ているかどうかを見ただけで判断することはできませんが、信頼性が高く簡単なテストがあります。鋼の一片を調べる際、手動のやすりを用意し、選択した金属の端をやすります。もしその鋼が硬化と焼戻しのプロセスを経ていない場合、やすりは簡単にサンプルに食い込むはずです。もし金属が硬化していれば、やすりはサンプルに切り込まず、わずかな効果で弾かれます。 Case hardened steel-vickers hardness test Case hardened articles starting as low carbon steel (0.5 - 1.5% carbon content) can also be labeled hardened steel.

ケース硬化鋼 - ビッカーズ硬度テスト
低炭素鋼（炭素含有量0.5〜1.5％）を基にしたケース硬化された製品も、硬化鋼としてラベル付けされることがあります。

このチャートの使い方

» 記号の意味:

• OK: 推奨されます。
• △: 事前にテストして使用可能か確認する必要があります。
• X: 推奨されません。
• N/A: 参照可能な関連データがありません。

» このチャートは単一の化学物質に対する材料の結果のみを提供します。クライアントが複数の化学物質を同時に使用する場合は、経験に基づいて材料を選んでください。 » このチャートは参考用であり、すべての作業環境に適用されるものではありません。実際の経験に基づいて設計機器を参照してください。