工場では、硬い鋼を切断するために使用される工具は、多くの場合、スチール ナイフです。興味深いことに、鋼のナイフはしばしば「鋼を泥のように切る」ことができ、しばらくすると鋼は必要な部品に加工されます。
表面上はどちらも鋼ですが、鋼でできた工具で鋼を切断できるのはなぜですか?
すべての種類の鋼が異なることがわかります。切削工具に使用される鋼は、機械加工する鋼よりも硬度が高ければ切断できます。一般的に工具に使われる鋼は、炭素含有量が比較的高く(約0.6%~1.4%)、熱処理により硬く摩耗しにくくなっています。ただし、切削速度が高いと、摩擦によって高温が発生することが多く、高炭素鋼は高温での硬度が十分ではありません。そのため、高速切削用の工具はハイス鋼(通称フロント鋼)で作らなければなりません。ハイス鋼は、主に鉄、タングステン、クロム、バナジウムなどを含む合金工具鋼で、高温(600T以下)でも非常に硬いです。しかし、高温 (600T 以上) では、HSS の硬度も大幅に低下します。この場合、超硬合金が使用されます。一般的に使用されている超硬合金は、コバルト、タングステン、クロム、炭素などの元素で構成されており、鉄がほとんど含まれていないため、鋼ではなく、鉄は不要な不純物と見なされています。
合金元素の添加に加えて、鋼の特性を変えるもう 1 つの重要な手段は熱処理です。鋼を一定温度に加熱し、水や油では急冷し、空気や炉ではゆっくり冷やすなど、さまざまな条件で異なる冷却速度で冷却することです。急冷すると鋼は硬く高強度になり、ゆっくり冷却すると鋼は柔らかくなり強度は低くなりますが、可塑性と靭性は良好です。したがって、さまざまな要件に応じて、焼入れ、焼き戻し、焼きならし、焼きなましなど、鋼のさまざまな熱処理方法を区別できます。たとえば、工具鋼は高硬度を得るために焼き入れする必要がありますが、機械加工される鋼は、切削が容易になる前に焼きなましまたは正規化されることがよくあります。多くの特殊鋼には、多くの特殊な熱処理方法もあります。