真空焼き入れでは、使用される正確な温度は、処理される特定の鋼合金によって完全に決定されますが、一般的には800℃から1,300℃（1475°Fから2375°F）の範囲内です。炉はより高い温度に達することができますが、目標は最大熱に達することではなく、問題の材料にとって非常に特定の冶金学的変態点に到達することです。
真空焼き入れの核心となる原理は、単に金属を加熱することではありません。それは、制御された不活性雰囲気内で鋼の固有のオーステナイト化点に到達するために、温度を正確に適用し、表面汚染なしで最大の硬度と構造的完全性を達成することです。
温度が重要な変数である理由
焼き入れの目的は、鋼の結晶構造を根本的に変化させて、より硬く、耐摩耗性を高めることです。温度は、この変態を制御するために使用される主要なツールです。
オーステナイト化点への到達
焼き入れを行うには、鋼を臨界温度以上に加熱し、その結晶構造（通常はフェライトとパーライト）がオーステナイトと呼ばれる新しい構造に変態する必要があります。これをオーステナイト化温度と呼びます。
各鋼合金には、特定の、そしてしばしば狭い、オーステナイト化温度範囲があります。この目標温度は、焼き入れプロセスにおいて最も重要な単一の要因です。
真空の役割
これらの温度で鋼を大気中で加熱すると、即座に深刻な酸化（スケール発生）と脱炭（表面炭素の損失）を引き起こし、部品を台無しにしてしまいます。
真空は酸素やその他の反応性ガスを除去します。これにより、部品を正確なオーステナイト化温度まで加熱し、その後焼入れすることができ、表面の損傷がないクリーンで明るく、均一に硬化された部品が得られます。
鋼グループ別の典型的な温度
常に材料のデータシートを参照する必要がありますが、特定の鋼種には予測可能な温度要件があります。
- 工具鋼（例：A2、D2、O1）：これらの一般的な鋼は、通常、925℃から1050℃（1700°Fから1920°F）の温度を必要とします。
- ステンレス鋼（例：440C、17-4 PH）：マルテンサイト系ステンレス鋼は、1010℃から1070℃（1850°Fから1950°F）の範囲で焼き入れされます。
- 高速度鋼（例：M2、T15）：これらの高合金鋼は、頑丈な炭化物をオーステナイト構造に溶解させるために、しばしば1180℃から1230℃（2150°Fから2250°F）と、はるかに高い温度を必要とします。
トレードオフの理解
わずかな誤差であっても、間違った温度を選択すると、最終部品に重大な悪影響を与える可能性があります。これは精密なプロセスであり、力任せのプロセスではありません。
過熱のリスク
推奨されるオーステナイト化温度を超えると、結晶粒成長が起こります。大きなオーステナイト粒は、焼入れ時に粗く脆いマルテンサイト構造に変態します。これにより、鋼の靭性が劇的に低下し、早期故障につながる可能性があります。
加熱不足の問題
適切な温度に達しないと、不完全なオーステナイト化が生じます。初期構造のすべてが変態せず、最終部品に軟らかい部分が残ります。これは、部品が指定された硬度や耐摩耗性を達成できないことを意味します。
保持時間：温度のパートナー
目標温度に達することは、半分の達成にすぎません。部品は、その温度で保持され、表面から中心まで、その断面全体に変態が完了するのに十分な時間、その温度に保持される必要があります。
材料に適した選択を行う
材料のデータシートは究極の権威です。ただし、数値の背後にある目標を理解することで、熱処理プロバイダーと効果的に協力するのに役立ちます。
- 一般的な工具鋼（例：A2、D2）の硬化が主な焦点の場合：硬度と靭性の最適なバランスを達成するために、950℃から1050℃の範囲のオーステナイト化温度を想定してください。
- 高速度鋼（例：M2）で耐摩耗性を最大化することが主な焦点の場合：極端な硬度を提供する複雑な炭化物を溶解させるために必要となる、1200℃を超えるより高い温度に備えてください。
- ステンレス鋼の耐食性が主な焦点の場合：硬度と、錆防止のための適切なクロムの固溶体の両方を保証する特定のオーステナイト化温度を目標にしてください。
最終的に、真空焼き入れにおける温度を習得することで、部品の最終的な特性を正確に設計することができます。
要約表：
| 鋼グループ | 典型的な温度範囲（℃） | 典型的な温度範囲（°F） | 主な特徴 |
|---|---|---|---|
| 工具鋼 | 925°C - 1050°C | 1700°F - 1920°F | A2、D2、O1に一般的。硬度と靭性のバランスが取れている |
| ステンレス鋼 | 1010°C - 1070°C | 1850°F - 1950°F | 440C、17-4 PHなどのマルテンサイト系。耐食性を確保 |
| 高速度鋼 | 1180°C - 1230°C | 2150°F - 2250°F | M2、T15などの合金。炭化物を溶解させ、極度の耐摩耗性を実現 |
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