からだで感じる「熱処理温度」

加熱色と加熱温度

「焼戻し色」と焼戻し温度判定

鋼の温度判定と感覚の表現


   

からだで感じる「熱処理温度」

今のデジタル世代の若い人たちには、からだの五感を使って温度がわかる・・・と言っても、なじめないかも知れません。 しかし、例えば、捨てられたタバコの温度がかなり高い温度であることや、切削加工された時に出てくる切り粉が青くなっているような場合は、 油が燃えるくらい高い温度になっていること、熱そうな品物にツバをかけたときにジュッとなるのは、その品物はかなり熱いだろう・・・ということなどは、 意識せずに「からだで温度を感じている」と言えるでしょう。

ここに紹介する図表は、日立金属(株)のカタログにあるものを紹介させていただいていますが、これらは、同社の主要鋼である「SLD」 のカタログに、数年前まで掲載されていたものです。(型録番号 HY-B6-c )
当社でも、1970年代ころまでは、熱処理工場や試験室に(他社製ですが)同様のものを掲示していましたが、これらは貴重な資料だと思いますので、紹介して、これからも伝えていきたいと思っています。


<<タイトルへ>>


加熱色と加熱温度

火色と温度

この資料は、昭和40年代当時を偲ばせてくれる大変思い出深いものです。当時は温度計測設備も不充分で、「自動温度制御の炉」と呼ばれるものでも、 総合温度精度(熱電対や計器類を含んだ精度)は 2%程度であればいい方で、かなりアバウトだったことを記憶しています。 1000℃の2%は20℃ですが、この程度の焼入れ温度誤差は、当時では気にすることはなかったようでした。
当時の作業者には「計器より自分の目が正しい」という熱処理の「匠」が数人いましたので、駆け出しの「ど素人」の私などが、温度計を持って測温する以上に、 彼らの五感を駆使した技能技量はすごいもので、その正確さは舌を巻く状態でした。彼らは、焼入れ温度を、火色によって10℃程度以内の温度で判定していたようです。


860℃のソルト液面1030℃のソルト液面

上の2つは、ソルトバスの液面の写真ですが、熱電対で測定した温度では、左側は、860℃、右側は、1030℃です。これは、内部温度ですので、 表面温度は、10?30℃低いのですが、左図に示す「温度と色の関係」は、当らずとも遠からず・・・という感じがつかめるでしょう。
ソルトバスのページへ

現在、火色が見える加熱設備は少なくなりました。ソルトバスを含めて、温度測定には熱電対を使っていますが、定期的な検査や取り替えをしていても、まれに、急激に劣化して、 温度が狂う場合があります。この場合、経験的に20℃ぐらいの誤差が生じると、作業者は火色を見て、感覚的に異常を感知できますので、このような温度感覚は、意外と役に立ちます。

色と温度の関係は、周囲の明るさによって変わりますので、直射日光の当たらない室内で使用する・・・など、経験が必要になるのですが、 温度精度をとやかく言うものではなければ、うまく利用いただくといいでしょう。


<<タイトルへ>>


「焼戻し色」と焼戻し温度判定

焼戻し色の例

左図は、機械加工した金属光沢面を大気中で短時間加熱したときに着色する色を表示してあり、「テンパーカラー」とも呼ばれます。

焼戻し時の加熱のほかには、機械加工中のキリコが着色する現象や、刃物などの刃付けで、グラインダーで成形する時に、 少しきつく砥石を当てると、温度が上がって色が変わる経験がある方もおられると思います。

この着色は、熱のよって鋼の極表面にできる酸化膜などによるものです。鋼種によっても、仕上げ面の状態によっても着色の状態が変わりますので、 左図に表示された色と実際の温度は異なるかもしてませんが、感覚的には、加工中のキリコにしばしばみられるような「青みがかった色」であれば、 300℃前後のかなり高温になっているということがわかります。

私自身も、この印刷された色は、若干全体が赤みがかっていて、「青さ」が少ないように感じていますが、この写真の色を自分なりにイメージしておくと、 いろいろなシーンで役に立つでしょう。

200℃付近で黄土色、300℃付近で青色、・・・という感じでいいでしょう。キリコが青色になっていれば、 衣服などに触れると燃え出すほどに高温になっていますので、うっかりと触ると大変ですね。

その着色は、酸化膜のようなものですので、時間が経過すると高温側の色へ移行します。例えば、試験片を入れて周囲温度を推定する場合などでは、長い時間放置してはいけないことになります。
現在では、いろいろな安価な温度計(表面温度計や輻射温度計など) がありますので、このような色変化を利用して温度を知ることは少なくなっていきますが、覚えておいて損になることはないでしょう。


<<タイトルへ>>


鋼の温度判定と感覚の表現

温度判定の一例

熱い品物を素手でさわる時、品物の温度が50℃を超えると、じっとさわっているのは無理ですので、ポンとさわるか、手をかざして温度を推定し、 かなり熱いと思えば、水(実際には、唾?)をかけてその蒸発具合をみようとしますね。

そのあたりを日立金属さんのカタログでは、左表のように表現されています。

近年の炉などの加熱設備は、自動化されて、火色や冷却過程が見える熱処理炉がほとんど無くなり、炉中で、冷却中の品物の温度を測るということは無くなる傾向ですが、 当社でも、大型の品物で自動化した雰囲気炉に入らないような大きな品物は、未だに大気中で加熱し、その品物の表面温度を管理しながら熱処理しています。

この時に、熱処理説明の中でも説明していますが、焼入れ冷却中の品物の温度は、非常に重要で、焼入れ硬さや割れなどに影響しますので、 冷却過程の温度を的確に判定し、それによって、油冷する時間や焼戻し炉に入れるタイミングを計って、 焼入れ状態を制御するのですが、このためには、300℃以下になった時の品物の温度は特に重要でしたので、昭和年代末期までは、「熱処理の匠」が、品物に手をかざして、その距離との間隔で品物全体の温度を感じたり、 唾液や水を品物にかけて、 表面温度を判定していた時代でした。

さらに、少し進んだ小道具としては、温度チョークや温度ペレットという、一定温度で溶けるように作られたものを使って表面温度を確認することもおこなわれていたこともありましたが、 今日では、熱電対式の表面温度計や輻射温度計が使われるようになって非常に簡単に表面温度が測定できるようになっています。しかし未だに、自分の感覚で温度を感じて作業している人がいますので、まだまだ人間の五感測定は健在のようです。

ページのトップへ戻る

Valid XHTML 1.0 Transitional