浸炭焼入時のテンパーカラー

質問

ご教授お願いします。

浸炭焼入などにおいて焼入油中に水分が含まれると、焼入れ時にワークにテンパーカラーが付いてしまいますが、このテンパーカラーが付くメカニズムが分かる方いらっしゃったら教えてください。

よろしくお願いします。

回答No.1

noname#230359

ご質問にあるように、焼入れ油の水分が多いとテンパーカラーが付くことは
よく知られています(参考URL)。
しかしそのメカニズムまで検討した事例を知りませんので、後はご参考まで。

参考URLによれば、安全な水分量としては油の溶解度以内で、これを越えると
水として底部に沈殿しているとのこと。油槽が攪拌されていれば、水分は油
中に水滴として懸濁している可能性もあります。

水として存在していれば、高温の熱処理物が入って来た時には気体（水蒸気
)と化しますが、H2Oのままで熱処理物と反応すれば、反応生成物はいわゆる
錆といわれるFe00H（Fe水酸化物）になるはずです。しかしテンパーカラーの
原因となっている薄い被膜はFe酸化物と考えられてます。これより推定され
るのは、水蒸気が分解して活性な酸素が発生し、Fe酸化物を生成しているす
るのではないでしょうか。

Feを酸化雰囲気中で加熱すれば酸化します。生成した酸化物被膜が薄い時
にはテンパーカラーと言われ、酸化物被膜の厚みにより色が変わり、最も
薄い場合は灰黄色ですが、厚くなるに従い、
褐色→紫色→濃青色→薄青色→灰青色→灰色となります。
つまりFeの酸化物は２００～３００℃だけで生成するのではなく、もっと
高い温度でも生成します。

一方、水蒸気の分解はそのような温度では起こることは考えにくく、焼入
直後の高温で起こっているものと推定します。
高純度の油による油冷ならば酸化は起きないのに、不純物の水分のために
わずかに酸化するため、あたかも大気中で焼戻し（テンパー）したような
色（テンパーカラー）が付いたものと考えられます。

参考URL：

http://www.juntsu.co.jp/qa/qa0628.html

お礼

ご回答ありがとうございました。
親切な回答で分かり易かったです。

追加で質問させてください。
テンパーカラーということで、物温が２００～３００℃に下がった時に水蒸気の分解が起きるという解釈になるんでしょうか？
それとも、Fe酸化物の生成は２００～３００℃で起きるという解釈になるんでしょうか？