大型鍛造品の熱処理工程は複雑ですか?

通常、大型の 鍛造大型鍛造品の熱処理は、冷却と組み合わせられることが多い。これは、大型鍛造品の断面サイズが大きく、製造工程が複雑であるためである。熱処理中に、鍛造品の微細組織や特性の不均一性により、一部の鍛造品は白点欠陥が発生しやすい。したがって、大型鍛造品の熱処理の主な目的は、応力除去と硬度低下に加えて、まず鍛造品の白点欠陥の発生を防止し、鍛造品の化学組成の均一性を向上させ、鍛造品の微細組織を調整・微細化することにある。

大型鍛造品における白斑は、鍛造品内部に生じた非常に微細な脆性亀裂であり、円形または楕円形の銀白色の斑点として現れ、その直径は数ミリメートルから数十ミリメートルの範囲です。顕微鏡組織観察により、白斑の周辺領域に塑性変形の痕跡が見られないことが確認されます。したがって、白斑は脆性破壊に由来することがわかります。

鍛造品に白斑があると、機械的性質が著しく低下するだけでなく、白斑による高い応力集中により、熱処理や焼き入れ時に部品が割れたり、部品使用中に突然破損したりして、機械の損傷事故を引き起こすこともあります。

したがって、白斑は鍛造品の欠陥です。大型鍛造品の技術条件には、白斑が発見された場合は廃棄しなければならないことが明記されています。白斑の発生については様々な説がありますが、現在最も一貫した見解は、鋼中の水素と内部応力（主に組織応力）の複合作用によって白斑が発生するというものです。一定量の水素と顕著な内部応力がなければ、白斑は発生しません。

鍛造品の鍛造後の冷却過程において、温度が低下するとオーステナイト変態により鍛造品内部に内部応力（主に組織応力）が発生するほか、鋼中の水素の溶解度も低下します。この際、内部応力によって転位が亜結晶粒界に蓄積し、微細な亀裂が発生します。水素原子が固溶体から脱離して微細な亀裂に析出すると、水素原子は亀裂内で水素分子と結合し、大きな圧力が発生します。そのため、鋼中の水素含有量が多い局所的な脆性領域では、組織応力と水素析出応力の作用により、微細な亀裂が破断するまで拡大し続け、極めて微細な内部亀裂が生じて白斑を形成します。

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