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焼入れ性とは何ですか？

「焼の入りやすさ」には、ど のくらいの最高硬さになるかということと、どれくらいの深さまでその硬さが確保されているか・・・という指標がありますが、後者を「焼入れ性」と言いま す。
丸棒を焼入れした時に表面と同等の硬さになる最大直径などで評価されます。熱処理の基礎で詳しく説明していますが、焼入れ温度からすばやく冷 却するとマルテンサイト変態することで硬化します。　鋼材が大きくなると、質量効果といって、この冷却速度が遅くなり硬化しにくくなりますが、MnやCr などの焼入れ性を増す元素を含むことで少し大きな鋼材でも硬化するようになります。（ここの図1・8を参考に）
炭 素工具鋼のような材料は、たとえばφ20の丸棒を焼き入れによって60HRCの硬さにしようとすると「水冷」しなくてはなりませんが、1％程度のMnや Crを含有すると油冷却でも同様の硬さが出るようになります。
このように、「水焼入れ」用の材料より「油焼入れ用」の材料のほうが「焼入れ性が良 い」と言い、表面硬さだけでなく内部の硬さも同様に低下度合いが少なくなりますし、大径のものでも表面硬さが確保できることになります。
Mnや Crのような焼入れ性を高める元素を増加しますと、空気のような冷却能力が低いもので冷却しても硬化するようになります。　このように空気中でも焼が入る 鋼を「空気焼入れ鋼」と呼んだりしますが、たとえばCrが12％程度入ったような高合金工具鋼と呼ばれるものは、φ100程度の太いものでも空冷で中心ま で同等の硬さになりますので、これらは非常に焼入れ性が良い鋼種と言えます。

焼入れ性を判断するには・・・

客観的評 価として、機械構造用鋼（たとえばS45CやSCM435など）はあまり焼入れ性が良くないものは一端焼入れ性試験方法（ジョミニー試験）などでその硬化 状態を調べますが、現在ナイフ材などの工具鋼として紹介されている鋼は空気焼入れ鋼の部類に属するものが多く、その方法では比較できないために、日立金属 （株）では「半冷曲線（焼 入れ温度と室温の中間温度まで冷やした時間と硬さから、鋼材ごとに大きな棒径に対応させた硬さとの関係を示したもの）」が工夫されています。　
い ずれもやや専門的になりますので詳しい説明は省略しますが、品物が薄いものであれば水焼入れ鋼などの極端に焼入れ性の低い鋼種を除いては焼入れ性の問題は ないと考えていいでしょう。
ただ、稀には小さい品物において、混載した周りの品物の影響や焼入れ炉の特性から焼が入らない例もあります。これは、 自動化された加熱炉などで、焼入れ加熱後に冷却過程に入るまでに時間が経過する際に品物が徐冷されてしまって「焼きが甘くなる」ケースで、特に混載で熱処 理するときには重量差を考えて装入位置などをきめるなど、周りの品物からの影響を受けないようにすることが大切です。
簡易的に焼入れ性を知るに は、メーカーのカタログ等の技術データーに「熱処理条件と硬さ」が示されてい ますので、その焼入れ温度のあとに書かれた冷却方法によって焼入れ性が判断できます。
焼入れ性の良いものから　「空（または空冷）」→「油（油 冷）」→「水（水冷）」となりますが、それ以外の冷却材では、ソルトバスを使用した場合は「油（油冷）」程度、真空炉のガス冷却の場合は「衝風空冷（扇風 機を用いた空冷）と油冷の間」と考えます。
先にも触れましたが、一般的には表面から内部に行くにつれて、硬さは低下します。特に、焼入れ性の低い 鋼種（たとえば　日立金属の「白紙」など「紙」のつくもの）の表面は指定の焼入れによって指定の硬さが出ますが、少し内部になると硬さが低下しているとい うことです。（これを質量効果による硬さ低下」と表現されます）
焼入れ性の低い鋼種は品物の角部で硬さが高くても、厚くなるに従って（あるいは広 い面の中央に行くにしたがって）硬さが低下しますが、このことによって逆に「ねばさ」が増加しますので、これが薄い刃物では使用中に折れたり割れたりしに くくなるなどの長所になるということもあります。
焼入れ性のいいもの（たとえば日立金属の「銀*」、ATS34、大同特殊鋼のカウリXなど）は空 冷や真空炉のガス冷却でも全体的に硬さが出ますが、当社では、焼入れ初期の冷却を高めて安定した品質を得るために、ソルトバスによるソルト冷却をするよう にしています。
ナイフのような比較的薄いものは内部まで同一硬さになりますので、硬い物を切ったりすると折れる危険があります。　この場合は刃厚 を厚くして強さを増したり、硬さを若干下げてじん性（ねばさ）をあげる必要があるということになります。　

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