主な違い - 浸炭と窒化
熱処理とは、特に冶金において、熱を使用して材料の特性を変更することです。熱処理は、物質の加熱と冷却によって行われます。強度の増加、硬度の増加、耐衝撃性、軟化、および延性の増加などの望ましい特性を得るために、1つまたは複数の化学的および物理的特性を変更するために使用されます。熱処理方法には、主に焼鈍、焼戻し、焼入れ、焼きならしの4種類があります。硬化は、金属の硬度を上げるプロセスです。硬化プロセスには、表面硬化と表面硬化の 2 つの主要なタイプがあります。表面硬化は、差分表面硬化と差分金属組織硬化として知られる 2 つのプロセスで行うことができます。浸炭と窒化は、異なる金属組織の硬化プロセスで使用される2つの技術です。浸炭と窒化の主な違いは、浸炭では炭素が鋼の表面に拡散するのに対し、窒化プロセスでは窒素が鋼の表面に拡散することです。
対象となる主な分野
1.浸炭とは
– 定義、さまざまなタイプ
2.窒化とは
– プロパティの定義、改善
3.浸炭と窒化の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:焼きなまし、浸炭、肌焼き、ガス浸炭、硬化、液体浸炭、冶金、窒化、パック浸炭、表面硬化、焼き戻し、真空浸炭
浸炭とは
浸炭では、金属合金は炭素質環境で数時間高温に置かれます。温度は、金属の上限変態温度 (臨界温度) よりも高くする必要があります。次に、炭素は炭素質環境から鋼に吸収され、ゆっくりと表面層に拡散します。
炭素質環境は木炭または一酸化炭素である可能性があります。浸炭の目的は、鋼の表面を硬くし、耐摩耗性にすることです。この技術は、主に軟鋼に使用されます。浸炭時間を長くすると、炭素コーティングの深さが増します。ただし、この方法では、芯は柔らかいまま、表面は硬くなります。
浸炭には主に次の 4 つの形態があります。
パック浸炭
ここでは、部品が炭素含有量の高い環境で梱包されています。コンポーネントは、一酸化炭素 (還元剤) を生成しながら加熱されます。一酸化炭素による還元は、鋼の表面で発生し、高温により炭素が表面に拡散します。その後、この炭素は硬化します。
ガス浸炭
ここで加熱炉に一酸化炭素を供給します。プロセスの残りの部分は、ガス浸炭のプロセスと同様です。
真空浸炭
このプロセスでは、鋼を無酸素の低圧で浸炭します。このシステムは無酸素であるため、表面が酸化することなく温度を大幅に上げることができます。温度が高いほど炭素の拡散速度が速くなり、硬化が促進されます。
液体浸炭
ここでは、鋼は液化炭素環境に沈められます。この方法では、炭素拡散がより効率的になります。
窒化とは
窒化は、窒素を金属の表面に拡散させて硬化表面を作成する熱処理プロセスです。窒化プロセスは窒素と熱を利用します。これは通常、燃料噴射ポンプに使用されます。この方法では、炭素の代わりに窒素が鋼の表面に拡散されます。窒化は浸炭よりも低い温度で行うことができます。
図 1:コンピューター化された熱窒化処理炉
通常、窒素ガスの拡散は低温で起こり、焼入れなしで硬化します。表面だけ硬化し、芯はそのまま。窒化処理を施した鋼は耐摩耗性に優れています。耐食性も向上します。また、鋼の疲労寿命が向上します。疲労特性は、破損することなく応力に耐える鋼の能力です。
浸炭と窒化の違い
定義
浸炭: 浸炭は、炭素を金属の表面に拡散させて硬化した表面を作成する熱処理プロセスです。
窒化: 窒化は、窒素を金属の表面に拡散させて硬化した表面を作成する熱処理プロセスです。
コンポーネント
浸炭: 浸炭は炭素環境を利用します。
窒化: 窒化は炭素の代わりに窒素を使用します。
気温
浸炭: 浸炭は非常に高温で行われます。
窒化: 低温での窒化が可能です。
拡散
浸炭: 浸炭では、金属合金の表面に炭素が拡散します。
窒化: 窒化では、窒素が金属合金の表面に拡散します。
結論
浸炭と窒化は 2 種類の表面硬化プロセスで、鋼の表面を硬化させ、コアは軟らかいままにします。浸炭と窒化の主な違いは、浸炭では炭素が鋼の表面に拡散するのに対し、窒化プロセスでは窒素が鋼の表面に拡散することです。
参照:
1.「浸炭の工程と技法～浸炭の4つの方法～」 Brighthub Engineering、2011 年 5 月 25 日、こちらから入手可能。
2. 「窒化とは？ – Corrosionpedia による定義。
3. Corrosionpedia、こちらから入手できます。 「窒化」ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018 年 1 月 12 日、こちらから入手可能。
画像提供:
1. S zillayaliによる「コンピュータ化された熱処理炉」–コモンズウィキメディア経由の自身の作品（CC BY 3.0）
