1。鉄と炭素の役割：
* スチールのコア： 鋼は主に鉄（FE）で構成されており、さまざまな量の炭素（C）です。炭素含有量は、鋼の特性に直接影響します。
* 炭素の影響： 炭素原子は鉄の格子に座って、その配置と結合に影響を与えます。炭素含有量が多いと、結合が強く、硬い鋼が硬くなります。
2。鋼の位相：
* フェライト（α-iron）： 室温では、フェライトと呼ばれる体中心の立方体（BCC）構造に鉄が存在します。比較的柔らかくて延性があります。
* austenite（γ-Iron）： 温度が上昇すると、鉄格子はオーステナイトと呼ばれる顔中心の立方体（FCC）構造に変化します。このフェーズは、より多くの炭素を溶解する可能性があり、硬化性が向上します。
* パールライト： フェライトとセメンタイト（Fe3c）の混合物。フェライトよりも強いですが、延性が少ないです。
* マルテンサイト： オーステナイトからの急速な冷却によって形成されるメタステラブル相。それは非常に硬くて強いですが、脆いです。
3。熱処理プロセス：
* アニーリング： 変換温度（約723°C）を超えて鋼を加熱し、ゆっくりと冷却します。スチールを柔らかくし、延性があり、機械加工しやすくなります。このプロセスは、より大きく、より安定したフェライト粒の形成を促進します。
* クエンチ： オーステナイトからマルテンサイトへの迅速な冷却、硬くて強い構造を形成します。迅速な冷却は、平衡相の形成を防ぎ、鉄格子に炭素を閉じ込めます。
* 抑制： マルテンサイトを低温まで加熱して、その脆性を低下させ、靭性を高めます。これにより、より小さな炭化物粒子の形成が可能になり、マルテンサイトの変換によって引き起こされる内部応力が減少します。
4。分子構造の変化方法：
* 相変換： 熱処理は、鋼の位相組成を変化させ、その硬度、延性、および強度に影響を与えます。たとえば、クエンチングはオーステナイトをマルテンサイトに変換し、劇的に硬さを高めます。
* 粒サイズ： 加熱および冷却サイクルは、鋼の穀物のサイズと分布に影響を与える可能性があります。一般に、穀物が小さい粒子は、強度と硬度が高くなります。
* 炭化物： 熱処理は、炭化物の形成と分布にも影響を与える可能性があり、鋼の強度と耐摩耗性に重要な役割を果たします。
* ストレス緩和： 熱処理は、製造プロセスによって引き起こされる内部ストレスを軽減し、鋼の寸法の安定性を改善し、クラックする傾向を減らすことができます。
要約：
熱処理鋼は、鉄と炭素原子の配置、存在する相、および穀物のサイズと分布を変更することにより、その分子構造を修正します。これらの変化は、スチールの機械的特性に直接影響を与え、特定のアプリケーションに合わせて調整された特性を可能にします。
