浸炭焼入時のテンパーカラーとは？

2008/06/23 19:16

このQ&Aのポイント

浸炭焼入などのプロセスで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着します。
テンパーカラーは、焼入油中の水分と反応して生じるものであり、メカニズムはまだ解明されていません。
このテンパーカラーの付着を防ぐためには、焼入油の品質管理が重要です。

noname#230358

熱処理
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noname#230359

2008/06/25 10:02 回答No.1

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。