ステンレスの磁性-硬度について

2013/05/28 23:25

このQ&Aのポイント

オーステナイトステンレス鋼（SUS304）は冷間加工することでマルテンサイトが析出し、硬度が高くなるとともに磁性を帯びると理解しています。
しかし、700℃付近で5分程度の熱処理をすると、硬度はほとんど変わらず、磁性が大幅に減少します。
この現象について、マルテンサイトが消滅することで磁性がなくなると考えられますが、なぜ硬度はほとんど変わらないのでしょうか？

noname#230358

金属
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noname#230359

2013/05/29 12:05 回答No.3

◎加工誘起ﾏﾙﾃﾝｻｲﾄ変態の逆変態といいます。 ◎はじめに（１）準ｵｰｽﾃﾅｲﾄ系sus鋼の加工誘起ﾏﾂﾃﾝｻｲﾄ変態（α’変態と略す）とは？　　?変態温度は；Ms点～Md点の間の温度領域（-20～150℃）　　?どんな加工；絞り・圧延など冷間での加工で、発生。　　?相変化；ｵｰｽﾃﾅｲﾄ相（γ）から変態により硬い強度のあるα’相へ変態する現象。　　?結晶の変化；体心立法格子→面心立法格子（ＢＣＣ→ＦＣＣ）　　?機械的性質の変化；加工硬化を引き起こし、強靭、硬化する。（２）逆変態（SUS304の場合で、同じSUS鋼でも合金成分量で大きく異なる）　　?逆変態温度は；700k（約430℃）を超える温度からはじまります。　　　　　　　　　　923K（約650℃）でほぼ90％は逆変態する。　　?逆変態時間　；温度により異なるが、　　　　　　　　　　700ｋでは、3時間でも60％消失　　　　　　　　　　923ｋでは、わずか10秒　（３）キューリ－点（磁性が消失する温度）　　 ?鉄は　　　　；770℃ 　　?相変化　　　；723℃が重要な温度が鉄ー炭素系平衡状態図にありましたね。すなわちこの温度は共晶線温度です。　　　　　　　　　　この温度より高温がγ（ｵｰｽﾃﾅｲﾄ相）　　　　　　　　　　　　　　　　低温がα（ﾌｪﾗｲﾄ相）です。　　　　　　　　　　鉄　α→γ　　　　　　　　　　　加工誘起ﾏﾙﾃﾝｻｲﾄ　α’→γ ２．結論　　・比較的低温の温度領域400℃から、磁性は減少をはじめる。　　・700℃付近で、磁性は、ほぼ消失する。　　　理由（723℃ですべてｵｰｽﾃﾅｲﾄ相（非磁性体）γ鉄ともいう）になるから　　・硬度の低下：加工硬化により転異が増大されているのでこの温度では軟化はしない。３．注意点　　・600℃～850℃は、鋭敏化温度といいＣｒ炭化物などの発生領域です。　　　したがって、防錆力が大幅に低下して、応力腐食割れなどにもつながり　　　ます。　　　熱処理は慎重に行う必要があります。　　・磁性を嫌う製品であれば、ＳＵＳ316等の安定ｵｰｽﾃﾅｲﾄ鋼を使えば、磁性は冷間加工してもでません。　　　加工誘起マルテンサイト変態　組織が冷間加工により　　ｵｰｽﾃﾅｲﾄ組織　→　加工誘起ﾏﾂﾃﾝｻｲﾄ組織（磁性）　に変わること。これを仮に正の変態としましょう。　この材料を熱処理により加熱、急冷すると　　加工誘起ﾏﾂﾃﾝｻｲﾄ組織　→　ｵｰｽﾃﾅｲﾄ組織（非磁性）　に戻ることを逆変態といいます。　SUS304ｽﾃﾝﾚｽで、深絞りして、変態しマルテンサイト化　した場合には、1050℃まで加熱して固溶化熱処理で　ｵｰｽﾃﾅｲﾄ組織に戻すことを　逆変態させるといいます。　簡単に考えれば、素材の組織に戻すことを言うと考えてください。

質問者

お礼 2013/05/31 22:40

ありがとうございます。ちなみに逆変態とはどういう現象なのでしょうか？

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noname#230359

2013/05/29 09:02 回答No.2

>700℃付近で5分程度熱処理をしたところ、硬度はほとんど変わらず、磁性が大幅に減少しました。キユーリー温度が700℃付近にあると思われます。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%A5%E3%83%AA%E3%83%BC%E6%B8%A9%E5%BA%A6

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noname#230359

2013/05/29 06:51 回答No.1

オーステナイトステンレス鋼(SUS304）は、常温では得られない状態を固溶化熱処理温度（1050℃）から急冷することでオーステナイト相という組織を作り出している従って準安定オーステナイト組織とも言われ、熱などに非常に不安定なのです従って、このステンレスに熱を加える際には↓のような脆性温度帯があることを十分理解しなければ大変なことになるような場合もあるので注意したいものですさて、今回は誘起マルテンサイト→σ相という非磁性の硬く脆い組織に変態したと考えられるので、左程軟化しなかったと思われます。完全に磁性を無くしてステンレスの特性を発揮させるためには、やはり冒頭の方法しかないと思います