共晶炭化物 (きょうしょうたんかぶつ)    [k27]

【用語の意味】
製鋼時に、溶液からオーステナイトになるまでに析出する炭化物で、熱処理などでは固溶しない炭化物のこと。1次炭化物ともいう。硬く大きな共晶炭化物は耐摩耗性に寄与するが、じん性の低下要因でもある。
【関連する用語】
 炭化物  焼戻し
【補足説明】

製鋼の際に溶湯から冷却してそれが凝固する際に、通常の焼入れ温度以上の温度で晶出する炭化物は通常の焼入れ温度ではオーステナイト中に固溶しない。その炭化物を共晶炭化物、一次炭化物などと呼ぶ。それに対して、オーステナイト温度域以下で析出する炭化物を共析炭化物と呼んで区別する。
炭化物の形態や構成(成分)は溶湯からの凝固の条件で様々なものが生じる。これらの析出状態により、複雑に機械的性質や鋼材品質が変化するので、製鋼方法や製鋼技術は鋼材品質に関係する大きな課題である。
共晶炭化物の組成や形状は耐摩耗性やじん性に反映するとされる。

耐摩耗性について見ると、
1)炭化物の硬いほうが
2)量が多いほうが
3)粒の大きいほうが・・・・・

というのが耐摩耗性が高くなる要素であるが、反対にじん性はこれに従って低くなるといえる。
炭化物になる炭素と合金成分の割合が増えると、マトリックス(素地)中の成分が影響を受けるので、炭化物量は鋼材の機械的性質や特性が大きく変わる。このために、凝固時の制御技術は重要である。
切削用の鋼材では、小さくて種々の炭化物を分散する方向がいいとされており、高炭素高速度鋼では「粉末ハイス」が良いとされるのはその理由であるが、これもまた、大きい炭化物がある溶製のハイスよりも耐摩耗性が落ちるという評価もあって、じん性と耐摩耗性を両立させて高性能化するのは難しい。

日立金属SLDの炭化物(カタログより)
日立金属のカタログ(倍率は不明)で説明すると、白く見える大きな炭化物が鋼塊が凝固時に析出した共晶炭化物で、全体の炭化物量が焼入れによって減少しているのは、共析炭化物が素地(マトリックス)に溶け込んだためで、焼戻しすることで再び析出する。ここではεと示されているが、さらに500℃以上の高温焼戻しすると、焼きなまし組織のように共析炭化物が析出して、腐食されやすい組織に変化する。

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