極低温硬化の紹介
極低温硬化は、-150℃（-238°F）以下の低温を使用して金属の粒組織を強化および強化するプロセスです。
特定の金属の低温処理は、3つの有益な効果を提供することが知られている：
- より高い耐久性：低温処理は、熱処理された鋼中に存在する残留オーステナイトのより硬いマルテンサイト鋼への変態を促進するのに役立つ。 これにより、鋼の粒組織における不完全性および弱点が少なくなる。
- 改良された耐摩耗性：極低温硬化は、η-炭化物の析出を増加させる。 これらは、摩耗および耐食性に抵抗するのを助ける、マルテンサイトマトリックスを支持するバインダーとして作用する微細な炭化物である。
- 応力緩和：すべての金属は、液相から固相に固化するときに生成される残留応力を持っています。 これらのストレスは、弱い部分が故障する傾向があります。 低温処理は、より均一な粒子構造を作り出すことによって、これらの弱点を減らすことができる。
プロセス
金属部品を極低温処理するプロセスは、ガス状液体窒素を用いて金属を非常にゆっくりと冷却することを含む。 周囲温度から極低温までのゆっくりした冷却プロセスは、熱応力を回避する上で重要です。
その後、金属部品を約-190°C（-310°F）の温度で20〜24時間保持してから、温度を約+149°C（+ 300°F）まで上昇させます。
この熱焼き入れ段階は、極低温処理プロセス中のマルテンサイトの形成に起因して生じ得る脆弱性を低減する上で重要である。
極低温処理は表面だけでなく金属全体の構造を変化させます。 したがって、研削のようなさらなる処理の結果として利益は失われない。
このプロセスは、成分中に保持されるオーステナイト鋼を処理するために働くので、 フェライト系およびオーステナイト系鋼の処理には有効ではない。 しかし、これは、高炭素および高クロム鋼のような熱処理されたマルテンサイト鋼ならびに工具鋼の強化において非常に有効である。
鋼の他に、低温硬化は、 鋳鉄 、 銅合金 、 アルミニウムおよびマグネシウムを処理するためにも使用される。 このプロセスは、これらのタイプの金属部品の摩耗寿命を2〜6倍に改善することができる。
低温処理は、1960年代後半から最初に商品化されました。
アプリケーション
低温処理された金属部品の用途には、以下の産業が含まれるが、これらに限定されない：
- 航空宇宙および防衛（例えば、兵器プラットフォームおよびガイダンスシステム）
- 自動車（ブレーキロータ、トランスミッション、クラッチなど）
- 切削工具（ナイフやドリルビットなど）
- 楽器（真鍮の楽器、ピアノ線、ケーブルなど）
- 医療（例えば、外科用ツールおよびメス）
- スポーツ（銃器、漁具、自転車部品など）