熱処理の影響：空冷 vs 徐冷

講義計画全体がわからないのですが、前回の質問でも言ったように、この課題を説明するのにも硬さの測定及び組織の観察が必要です。また試験片の加工と熱処理は適切な手順で行いましたか。さらに炭素鋼の変態に関する知識も必要ですが、もう学びましたか。

回答にはCCT(連続冷却変態)曲線を使います。
「S45CのCCT曲線」で検索すると色々でてきますが、
(a)曲線として最も説明が詳しいのが
https://sokeizai.or.jp/japanese/rimcof/images/shisukyou26.pdf
の85頁の図3.2-7。但し主目的が全く別なため試料が大きいので注意。

(b)冷却速度と硬さと組織の関係の説明があるのが
https://daiichis.work/blog/heat010.html

(c)基礎的にCCT(図8)の測定方法から組織変化まで詳しく説明しているのが
https://www.jstage.jst.go.jp/article/tetsutohagane1955/74/2/74_2_318/_pdf

(a)の図で説明します。各種冷却速度の冷却曲線が示され、冷却後のヴィッカース硬さが円の中に示されています。試料の硬さが分ればどの程度の冷却速度なのかが分ります。但し図では加熱温度が920℃になので、今回の結果と少しずれている可能性があります。

シャルピー試験片を室温まで空冷した場合の冷却時間は数分(数100秒)と思われますので、仮に硬さが210Hvのだとすると、その組織は40%フェライト、60%パーライトになります。

毎分7℃で冷やすと500℃までが約2千数百秒になるので、図中の180Hvと165Hvの曲線の中間になります。500℃以下では変態しないので冷却が速くなっても関係ありません。その組織は65～70%フェライト36～30%パーライトになります。

前者の方が強く後者の方が柔らかいので、両者の衝撃値を比較すると、実験結果とは逆に後者の方が高いと予想されますが、衝撃値は破壊仕事量なので、強い材料である前者の方が高い可能性もあります。それを確認するためには硬さの測定と組織観察、および試験片の破壊形態観察が必要です。

お礼

2020/07/31 22:22

すみません、今日が一学期最終日ということもあり担当の教師が甘くしてくれたのか、回答していただいたURLを参考にしていい感じに書いてみたら通りました。
不完全燃焼的な形で終わってしまいましたが色々とご教授くださりありがとうございました。

質問者