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刀具材質的改良和發展是今日金屬加工發展的重要課題之一，因為良好
的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作，並保持良好的刀具壽命。一般常用車刀材質有下列幾種：
1 高碳鋼：
高碳鋼
車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼，經過淬火硬化後使用，因切削中的摩擦四很容易回火軟化，被高速鋼等其他刀具所取代。一般僅適合於軟金屬
材料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。
2 高速鋼：
高速鋼為一種鋼基合
金俗名白車刀，含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的
高速鋼。高速鋼車刀切削中產生的摩擦熱可高達至600⁰C，適合轉速1000rpm以下及螺紋之車削，一般常用高速鋼車刀如
SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。
3 非鑄鐵合金刀具：
此為鈷、
鉻及鎢的合金，因切削加工很難，以鑄造成形製造，故又叫超硬鑄合金，最具代表者為stellite，其刀具韌性及耐磨性極佳，在820⁰C
溫度下其硬度仍不受影響，抗熱程度遠超出高速鋼，適合高速及較深之切削工作。
4燒結碳化刀具：
碳
化刀具為粉未冶金的產品，碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢，並加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結合劑，再經加熱燒結完成。碳化刀具的硬度較任何其他材料
均高，有最硬高碳鋼的三倍，適用於切削較硬金屬或石材，因其材質脆硬，故只能製成片狀，再焊於較具靭性之刀柄上，如此刀刃鈍化或崩裂時，可以更換另一刀口
或換新刀片，這種夠車刀稱為捨棄式車刀。
碳化刀具依國際標準(ISO)其切削性質的不同，分成P、M、K三類，並分別以
藍、黃、紅三種顏色來標識：
P類適於切削鋼材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六類，P01為高速精車
刀，號碼小，耐磨性較高，P50為低速粗車刀，號碼大，靭性高，刀柄塗藍色以識別之。
K類適於切削石材、鑄鐵等脆硬材料，
有K01、K10、K20、K30、K40五類，K01為高速精車刀，K40為低速粗車刀，此類刀柄塗以紅色以識別。
M類
介於P類與M類之間，適於切削靭性較大的材料如不?鋼等，此類刀柄塗以黃色來識別之。
5 陶瓷車刀：
陶
瓷車刀是由氧化鋁粉未，添加少量元素，再經由高溫燒結而成，其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高，但是因為質脆，故不適用於非連續或重車削，只適合高速精
削。
6 鑽石刀具
作高級表面加工時，可使用圓形或表面有刃緣的工業用鑽石來進行光製。可得
到更為光滑的表面，主要用來做銅合金或輕合金的精密車削，在車削時必須使用高速度，最低需在60~100m/min，通常在200~300m/min。
7 氧化硼
立方晶氧化硼(CBN)是近年來推廣的材料，硬度與耐磨性僅次於鑽石，此刀具適用於加工
堅硬、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金

車刀形狀及使用情形
1
一般使用之車刀尖型式有下列幾種：
(1)粗車刀：主要是用來切削大量且多餘部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時表面光
度不重要，因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。
 
 
(2)
精車刀：此刀刃可用油石礪光，以便車出非常圓滑的表面光度，一般來說精車刀之圓鼻比粗車刀大。
(3)圓鼻車刀：可適用許多
不同型式的工作是屬於常用車刀，磨平頂面時可左右車削也可用來車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面，也可當精車刀來使用。
(4)
切斷車刀：只用端部切削工作物，此車刀可用來切斷材料及車度溝槽。
 
(5)螺絲車刀(牙刀)：用於車削螺
桿或螺帽，依螺紋的形式分60度，或55度V型牙刀，29度梯形牙刀、方形牙刀。
 
(6)搪孔車刀：用以
車削鑽過或鑄出的孔。達至光製尺寸或真直孔面為目的。
(7)側面車刀或側車刀：用來車削工作物端面，右側車刀通常用在精車
軸的未端，左側車則用來精車肩部的左側面。
2因工件之加工方式不同而採用不同的刀刃外形，一般可區分為：
(1)
右手車刀：由右向左，車削工件外徑。
(2)左手車刀：由左向右，車削工件外徑。
(3)圓鼻
車刀：刀刃為圓弧形，可以左右方向車削，適合圓角或曲面之車削。
(4)右側車刀：車削右側端面。
(5)
左側車刀：車削左側端面。
(6)切斷刀：用於切斷或切槽。
(7)內孔車刀：用於車削內孔。
(8)外螺紋車刀：用於車削外螺紋。
(9)內螺紋車刀：用於車削內螺紋。
車
刀各部位名稱及功能
車刀屬於單鋒刀具，因車削工作物形狀不同而有很多型式，但它各部位的名稱及作用卻是相同
的。一支良好的車刀必須具有剛性良好的刀柄及鋒利的刀鋒兩大部份。車刀的刀刃角度，直接影響車削效果，不同的車刀材質及工件材料、刀刃的角度亦不相同。車
床用車刀具有四個重要角度，即前間隙角、邊間隙角、後斜角及邊斜角。
1 前間隙角
自刀鼻往
下向刀內傾斜的角度為前間隙角，因有前間隙角，工作面和刀尖下形成一空間，使切削作用集中於刀鼻。若此角度太小，刀具將在表面上摩擦，而產生粗糙面，角度
太大，刀具容易發生震顫，使刀鼻碎裂無法光製。裝上具有傾斜中刀把的車刀磨前間隙角時，需考慮刀把傾斜角度。高速鋼車刀此角度約8~10度之間，碳化物車
刀則在6~8度之間。
2 邊間隙角
刀側面自切削邊向刀內傾斜的角度為邊間隙角。邊間隙角使
工作物面和刀側面形成一空間使切削作用集中於切削邊提高切削效率。高速鋼車刀此角度約10~12度之間。
3 後斜角
從刀頂面自刀鼻向刀柄傾斜的角度為後斜角。此角度主要是在引導排屑及減少排屑阻力。切削一般金屬，高速鋼車刀一般為8~16度，而
碳化物車刀為負傾角或零度。
4 邊斜角
從刀頂面自切削邊向另一邊傾斜，此傾斜面和水平面所
成角度為邊斜角。此角度是使切屑脫離工作物的角度，使排屑容易並獲得有效之車削。切削一般金屬，高速鋼車刀此角度大約為10~14度，而碳化物車刀可為正
傾角也可為負傾角。
5 刀端角
刀刃前端與刀柄垂直之角度。此角度的作用為保持刀刃前端與工
件有一間隙避免刀刃與工件磨擦或擦傷已加工之表面。
6 切邊角
刀刃前端與刀柄垂直之角度，
其作用為改變切層的厚度。同時切邊角亦可改變車刀受力方向，減少進刀阻力，增加刀具壽命，因此一般粗車時，宜採用切邊角較大之車刀，以減少進刀阻力，增加
切削速度。
7 刀鼻半徑
刀刃最高點之刀口圓弧半徑。刀鼻半徑大強度大，用於大的切削深度，
但容易產生高頻振動。
 
歡迎來到Bewise
Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我
們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀
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刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭
迎您親自體驗！！
BW
Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com
skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office
No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
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tools. We focus on what you need and endeavor to research the best
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cutting tool、hss
drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition
Diamond )’PCBN
(Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end
mills、CVD Diamond
Tools Inserts’PCD
Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD .
POWDER FORMING MACHINE
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Diamond ‘Metric
end mills、Miniature
end mills、Специальные
режущие инструменты ‘Пустотелое сверло
‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’
PCD (Polycrystalline
diamond) ‘Frese’POWDER
FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in
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PCD Diamond Tool’
Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould
cutter、Tool manufacturer.
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うこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の
世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな
情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。
弊
社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、
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パリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。
弊社は各領域に供給できる内容は：
（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ
（２）Carbide Cutting
tools設計
（３）鎢鋼エンド・ミル設計
（４）航空エンド・ミル設計
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ド・ミル設計
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弊社の製品の供給調達機能は：
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ンド・ミル～大型エンド・ミル供給
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弊社の
全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。
Bewise
Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z)
talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır.
Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini
Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik
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BW специализируется в
научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым
высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих /
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BW is specialized in
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coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space
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2.　組
織と硬さ
【キーワード】焼きなまし・炭化物・マトリックス・面心立方・体心立方・オーステナイト
　　　　　　　　焼割れ
通
常、材料屋さんから購入する材料は「焼なまし」されて機械加工できるように柔らかい状態で販売されています。　焼なましは、（先の別紙の状態図に示した）変態す
る温度の直上まで加熱した後に炉の中などで「徐冷」する操作をいい、鋼が最もやわらかくなるようにする処理と考えると良いでしょう。（これ
をその他の焼なましと区別して「完全焼きなまし」あるいは「完全焼鈍：かんぜんしょうどん）」といいます）
【少し専門的になってきました。余談で
すが、このように熱処理用語は同じ内容でもいろいろ存在しています。その不便さをなくすためにJIS規格などで用語を統一しているのですが、現場では生き
ているのに用語辞典には載っていないものもありますので、ここでも最新の用語でない表現もあることを了解しておいてください。】
炭素や合金量の多
い鋼種はしばしば炭化物（FeとCの炭化物以外に、他の合金成分とCの化合物があります）が、これを粒状に分散させて、機械加工しやすい状態にする焼なま
しを「球状化焼なまし」と言います。　ナイフに用いられる鋼の多くは、この状態の焼なましが行われています。
組織を構成する「炭化物」は、「耐摩
耗性」や「じん性」などの強度に影響を及ぼしますが、炭化物には「焼入れ」や「焼なまし」で素地（マトリックスと言います）に溶け込むものと解け込まない
ものがあります。
「不完全」に焼なましされた鋼材は、硬さが不ぞろいで、加工中に曲りが生じたり、加工がしにくい上に、あと工程の「焼入れ」の際
にも硬さのばらつきや曲りの原因になります。
経験的には、通常販売されている鋼材では焼きなまし不良はほとんどないと考えていいのですが、高合金
鋼で焼戻し硬さを低く出来ないために機械加工がやりにくい鋼種もあります。
（以下にも、「組織」という言い方が多く出てきますが、普通は、金属顕
微鏡で観察される組織を指すと考えてください。）
鋼は結晶ですので、おおよそ規則正しく結晶が並んでいます。焼なましされた状態やそれを焼入れす
る高温になった状態では面心立方構造と
なっていますが、徐冷しないで急冷する「焼入れ」をすると、体心立方構造に変化（変態）しま
す。それが熱処理の根幹です。
この、焼入れする状態に加熱された面心立方構造のものを「オーステナイト」と言い、変態によって生じた組織を「マル
テンサイト組織」といいます。
鋼の「オーステナイト」はやわらかく展延性に富みますが、「マルテンサイト」は非常に硬くてもろいもので
す。（ＳＵＳ316などのオーステナイト系ステンレスと呼ばれる鋼種はＣｒやＮiなどを多量に含むために、常温でもオーステナイト状態になっています。）
焼
入れされたままの「マルテンサイト」は非常に硬く、その生成量は焼入れ冷却時の温度に依存します。
このために、マルテンサイトが生成する温度域ま
でを早く冷却するということを覚えておいてください。
鋼種によっては常温でも完全にマルテンサイトに変態せず、未変態のままのオーステナイトが残
ります。（これを「残留オーステナイト」といいます）
このように焼入れ直後ではマルテンサイトや未変態のオーステナイトがあるので鋼が不安定な状
態であり、焼入れされた品物は放置すると「焼割れ」を起こすなどの不具合が生じますので、時間を置かずに「焼戻し」する必要があります。
焼戻し
は、ナイフ類では160℃～250℃程度の比較的低い温度で実施されますが、これによって焼入れ時に生じたマルテンサイトは「焼戻しマルテンサイト」と呼
ばれる「ねばさ・強さ」を持った組織に変化します。（高速度鋼など高温の強度が必要のものは550℃以上の焼戻しで硬い硬さが出るように設計されていま
す。　これを高温焼戻しと言い、250℃程度の焼戻しを「低温焼戻し」と呼んで区別する場合もあります。
マルテンサイトはオーステナイトに比べて
比体積が大きいことで、「焼き割れ」「焼曲り」などが発生しやすいために、この焼入れ温度から常温までの温度と時間の管理が最も重要になります。
こ
れらは、あとの「焼入れ」のところで改めて説明します。　ここにある専門用語は、熱処理の話題でしばしば顔を出しますので、覚えておくと損はないでしょ
う。

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焼入れとは
【キーワード】変態点・焼入れ・適正焼入
れ温度・冷却速度
鋼を硬化させるために、鋼を変態点以上の温度に保持した後に「急冷」する操作を「焼入れ」と言います。　英語ではハードニング
Ｈａｒｄeｎｉｎｇ・クエンチハードニングＱｕｅnch hardeningと称されます。クエンチやクエンチングと呼ばれることもあります。
炭
素を含有する工具鋼は急冷することにより鋼が硬化しますが、その冷却には水、油、熱浴、空気などを用い、それを静止したり撹拌したりして冷却速度を調節し
ます。　金型ではさんでその伝導を利用して冷却する方法は、曲り取りを併用する焼入れとして利用する場合があります。（プレス焼入れ、金型焼入れと呼びま
す）
必要とする急冷の度合いは鋼によって異なりますが、水冷ではなく油冷、油冷でなく空冷というように、ゆっくりと冷やしても硬化する材料を「焼
入れ性が良い」と言います。「空気焼入れ鋼」と言われるものは、空冷で硬化する、非常に焼入れ性が高いものです。
焼入れ性は、Ｍｎ（マンガン）・
Ｃｒ（クロム）などの焼入れ性を高める合金元素量が影響しますが(こちらの１-８図を参照）、規定の
表面硬さや中心硬さが得られる最大直径を示すことでそれを表します。　カスタムナイフなど薄い品物に加工される場合には厚さや断面がさほど大きくなく、近
年は高級鋼が使用されているようですので、焼入れ性を気にしなければならないということはないでしょう。（日本刀などのように水焼入れをしなければならな
い刃物類は、当社においてもそうですが、工業的な内容を超えていますので、一般熱処理をしている熱処理屋さんでは個別注文を受けてくれるところはほとんど
ないと思います）
焼入れのための加熱温度を「焼入れ温度」といい、鋼種によって適正温度が異なります。
適正な焼入れ温度は、硬さや組織判
定によって規格化されるのが普通で、メーカーのカタログなどでそれが公表されています。
焼入れ設備
【キーワード】真
空炉・ソルトバス・高速度鋼（ハイス）
最近は高級鋼に対しては「真空炉」が使用される割合が増えています。多くの真空炉では冷却（焼入れ）する際
に圧力の高い不活性な窒素ガスを炉中に多量に流して冷却するタイプが多く（「加圧冷却」と呼ばれます）　これによって酸化スケールなどが生成しない状態で
冷却速度を高めて焼入れすることができます。　
近年、このタイプは油焼入れと同等の冷却能力を持っているとされますが、品物の曲りや風圧の影響を
避けるために冷却するためのガス量を制限することが多く、一般的には油冷ほど冷却速度が速くないと考えたほうがよいでしょう。
今後は、油の温度を
コントロールして油冷をしたり、冷却過程をガス制御出来るものなど、この分野の性能が向上して、幅広い熱処理ができるようになることが期待されています。
小
口のロットに対して当社がおすすめしているのは、「ソルトバス（熱浴）」といって、塩を溶かした槽を用いて加熱冷却する方法があります。
それに用
いる熱処理剤（ソルト）は塩化カルシウムや炭酸カルシウムなどの中性塩を溶融させ、その中に品物を浸漬して処理する方法で、普通は加熱冷却の一連の操作は
品物の肌荒れや変質を防ぐためにすべてソルトバスが用いられます。
これによって、加熱中の品物は空気と遮断されていて、ソルト自体もほとんど金属
と反応しないために表面の変質もなく、また硬化する直前の温度域のソルト浴中に焼入れするために、焼き割れや焼曲りが少なく、ソルト冷却中の冷却速度も油
冷に近いという特徴があります。　
ソルトバスを用いると、焼の入リ始める温度（Ms点といいます）の少し上で保持して恒温変態を利用する「マルクエンチ」と呼ぶ特殊な焼入
れ方法ができるほか、オーステンパーと言われる熱浴ならではの温度冷却コントロールができる特徴があります。
1100℃を超える温度で焼入される
高速度鋼（ハイス：High speed
steel)などは、永年にわたって「ソルトバス」で熱処理されてきましたが、近年では、仕上がった表面の色が金属光沢をして美しいことや熱処理のクリー
ンさが買われて、真空炉を利用した熱処理に移行しています。　
真空炉はガス冷却が主流であり、このためにソルトバス焼入れに比べて冷却速度が小さ
いために、少し大きな品物になると、硬さが規定値にあっても機械的性質が劣化するというケースがあったり、また、いろいろな品物を混載して一括に処理され
ることも多く、個々の品物にあった品質が得られない熱処理がなされる場合があるようですので注意する必要があります。
高周波電源やレーザーを用い
て表面を加熱する方法もありますが、一般的でないこともあって、ここでは品物全体を加熱する方法を中心に説明しています。
 
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talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır.
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BW специализируется в
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R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech
coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space
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end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter,
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焼入れとは
【キーワード】変態点・焼入れ・適正焼入
れ温度・冷却速度
鋼を硬化させるために、鋼を変態点以上の温度に保持した後に「急冷」する操作を「焼入れ」と言います。　英語ではハードニング
Ｈａｒｄeｎｉｎｇ・クエンチハードニングＱｕｅnch hardeningと称されます。クエンチやクエンチングと呼ばれることもあります。
炭
素を含有する工具鋼は急冷することにより鋼が硬化しますが、その冷却には水、油、熱浴、空気などを用い、それを静止したり撹拌したりして冷却速度を調節し
ます。　金型ではさんでその伝導を利用して冷却する方法は、曲り取りを併用する焼入れとして利用する場合があります。（プレス焼入れ、金型焼入れと呼びま
す）
必要とする急冷の度合いは鋼によって異なりますが、水冷ではなく油冷、油冷でなく空冷というように、ゆっくりと冷やしても硬化する材料を「焼
入れ性が良い」と言います。「空気焼入れ鋼」と言われるものは、空冷で硬化する、非常に焼入れ性が高いものです。
焼入れ性は、Ｍｎ（マンガン）・
Ｃｒ（クロム）などの焼入れ性を高める合金元素量が影響しますが(こちらの１-８図を参照）、規定の
表面硬さや中心硬さが得られる最大直径を示すことでそれを表します。　カスタムナイフなど薄い品物に加工される場合には厚さや断面がさほど大きくなく、近
年は高級鋼が使用されているようですので、焼入れ性を気にしなければならないということはないでしょう。（日本刀などのように水焼入れをしなければならな
い刃物類は、当社においてもそうですが、工業的な内容を超えていますので、一般熱処理をしている熱処理屋さんでは個別注文を受けてくれるところはほとんど
ないと思います）
焼入れのための加熱温度を「焼入れ温度」といい、鋼種によって適正温度が異なります。
適正な焼入れ温度は、硬さや組織判
定によって規格化されるのが普通で、メーカーのカタログなどでそれが公表されています。
焼入れ設備
【キーワード】真
空炉・ソルトバス・高速度鋼（ハイス）
最近は高級鋼に対しては「真空炉」が使用される割合が増えています。多くの真空炉では冷却（焼入れ）する際
に圧力の高い不活性な窒素ガスを炉中に多量に流して冷却するタイプが多く（「加圧冷却」と呼ばれます）　これによって酸化スケールなどが生成しない状態で
冷却速度を高めて焼入れすることができます。　
近年、このタイプは油焼入れと同等の冷却能力を持っているとされますが、品物の曲りや風圧の影響を
避けるために冷却するためのガス量を制限することが多く、一般的には油冷ほど冷却速度が速くないと考えたほうがよいでしょう。
今後は、油の温度を
コントロールして油冷をしたり、冷却過程をガス制御出来るものなど、この分野の性能が向上して、幅広い熱処理ができるようになることが期待されています。
小
口のロットに対して当社がおすすめしているのは、「ソルトバス（熱浴）」といって、塩を溶かした槽を用いて加熱冷却する方法があります。
それに用
いる熱処理剤（ソルト）は塩化カルシウムや炭酸カルシウムなどの中性塩を溶融させ、その中に品物を浸漬して処理する方法で、普通は加熱冷却の一連の操作は
品物の肌荒れや変質を防ぐためにすべてソルトバスが用いられます。
これによって、加熱中の品物は空気と遮断されていて、ソルト自体もほとんど金属
と反応しないために表面の変質もなく、また硬化する直前の温度域のソルト浴中に焼入れするために、焼き割れや焼曲りが少なく、ソルト冷却中の冷却速度も油
冷に近いという特徴があります。　
ソルトバスを用いると、焼の入リ始める温度（Ms点といいます）の少し上で保持して恒温変態を利用する「マルクエンチ」と呼ぶ特殊な焼入
れ方法ができるほか、オーステンパーと言われる熱浴ならではの温度冷却コントロールができる特徴があります。
1100℃を超える温度で焼入される
高速度鋼（ハイス：High speed
steel)などは、永年にわたって「ソルトバス」で熱処理されてきましたが、近年では、仕上がった表面の色が金属光沢をして美しいことや熱処理のクリー
ンさが買われて、真空炉を利用した熱処理に移行しています。　
真空炉はガス冷却が主流であり、このためにソルトバス焼入れに比べて冷却速度が小さ
いために、少し大きな品物になると、硬さが規定値にあっても機械的性質が劣化するというケースがあったり、また、いろいろな品物を混載して一括に処理され
ることも多く、個々の品物にあった品質が得られない熱処理がなされる場合があるようですので注意する必要があります。
高周波電源やレーザーを用い
て表面を加熱する方法もありますが、一般的でないこともあって、ここでは品物全体を加熱する方法を中心に説明しています。
 
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，
我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技
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DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀
具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生
刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭
迎您親自體驗！！
BW
Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com
skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office
No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
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tools. We focus on what you need and endeavor to research the best
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焼入れ時の変態「マルテンサイト変態」
【キーワー
ド】金属組織・臨界冷却速度・半冷曲線・Mｓ・セメンタイト・質量効果・
　　　　　　　　2次硬化・
鋼を焼入れした時に非常に硬くなりま
す。これの金属組織をみる
と、針状で細かい組織になっていて、非常に腐食しにくく、それを200℃程度に加熱すると、少し腐食しやすくなります。
これを、ドイツ人のマルテ
ンスさんが「マルテンサイト」と名付けたようですが、腐食しにくいほうを「αマルテンサイト」、少し温度を上げて腐食しやすくなった組織を「βマルテンサ
イト（焼戻しマルテンサイト）」と区別しています。　焼入れしてから焼戻し（250℃程度以下）までの変化を、「マルテンサイトが焼戻しマルテンサイトに
なることでねばさが増す」と覚えておいてください。（厳密な話はここでは取り上げませんが、以下に少しだけ専門的な話をします。）
焼入れ温度に加
熱した状態は、面心立方晶ですが、αマルテンサイトは体心正方晶、βマルテンサイトは体心立方晶になっているようです。　（正方晶は、立方晶が伸びた[平
たく言えば結晶の最小単位の形が正方形が長方形になった］ものと思ってください。）
結晶構造については、別図（解説も）でイメージだけを感
じてください。
焼入れ温度に加熱した時には面心立方晶の「オーステナイト」が体心立方（正方）晶のマルテンサイトに変わると、体積が膨張し、硬さ
が非常に高くなります。
焼入れの際の冷却材は、（冷却能力の高い順から）水・油・ソルト・窒素ガス、空気などが用いられます。
鋼材の表面
で焼が十分に入る最低の冷却速度を「臨界冷却速度」といい、硬化の深度と硬さの関係を「焼入れ性」として表現します。
焼入れ性は鋼の化学成分や結
晶粒度によってきまる性質で、ある成分の鋼をいろいろな冷却速度で冷却して、その時の組織と硬さの関係を示した「S曲線」や「CCT曲線」と言われる線図
から推定できますが、日立金属（株）では、実際の品物を焼入れをする場合の質量効果（mass effect
マスエフェクト）との関係が実感されやすいように、「半冷曲線」という独自の表を作
成して、中心まで硬さが得られる場合の直径などで視覚化されています。
マルテンサイトを焼戻し（一般には１６０℃～２５０℃程度）すると焼戻しマ
ルテンサイトになって、硬さが若干低下し、ねばさ（強靭性）が増加します。　高硬度で使うナイフや工具などはこの状態で使用します。
もっと焼戻し
温度を上げていくと次第に硬さが低下しますが、組織をみると、炭化物が析出する「共析反応」が進んでいると説明されます。焼入れ時の冷却速度が遅い場合の
組織は、見た目は違いますが、同様の混合組織になっています。
ということで、焼入れの際にマルテンサイトに変わる速度より遅い速度で冷却されると
どうなるか・・・について考えます。
ここは、おおざっぱな説明となりますが、焼入れ性や炭化物を生成に関係する合金元素の量がどうかによって説明
される内容が変わります。
合金元素が少ない場合には、冷却が遅いと冷却途中で炭化物が析出することで素地中の炭素量が減少して焼入れ硬さが低下し
ます。　このために、一般には硬さや機械的性質も変化します。（つまり、悪くなるのが多いので、早く冷却するほうが良いと言えます）
合金量が多ｉ
場合でも、炭化物の生成を抑制するためにその温度域を早く冷やす必要がありますので、基本的には冷却速度が遅いのはダメといえます。　
しかし、問
題は単純ではありません。　冷却過程では各部位の温度が異なっており、そこでいろいろな共析反応が連続的に起こっているのですから、残留オーステナイトが
増減したり、炭化物組成が変わったり・・・というのを一義的に説明できません。　そしてまた、マルテンサイト量の増加は焼入れ中の品物の温度が低下するに
つれて増加するという「温度依存性」という性質があります。（焼きが入る温度以下に温度が下がっていくにしたがって「硬く」なる・・・というイメージでい
いでしょう）　このようなことが「熱処理の難しさ」「ノウハウ」「熱処理技術」につながっており、、ただ連続的に冷却するだけではダメだ…という話になる
のですが、ここではそれの詳しい説明はしません。
鋼を焼入れする場合には、マルテンサイト変態は温度の低下とともに進みます。それが生成し始める
温度をＭｓ（えむえす：スタートのＳ）温度といい、その生成が完了する温度をＭｆ（えむえふ：フィニッシュのｆ)温度と言います。
もちろんＭｆ温
度が常温以下の鋼も多いために、常温ではマルテンサイトにはならないオーステナイトが残ります。これを「残留オーステナイト」と言います。　オーステナイ
ト系ステンレスと呼ばれるものには、Msてんが常温以下となって、マルテンサイト化しないために別の用途に用いられる鋼種もあります。
残留オース
テナイトについては次項で説明しています。
また、ＣｒやＭｏなどの炭化物をつくる元素が多いと、500℃以上の温度で再び硬くなります。これを２
次硬化と言いますが、これらは、焼戻しの項で説明します。
（炭素工具鋼ではセメンタイト（Ｆｅ3Cの組成の炭化物）とフェライトと呼ばれる純鉄の
混合組織に変化するのですが、ナイフなど、工具の熱処理には組織分類はあまり重要でありませんので、この程度にとどめます）
マルテンサイト変態
は、先に説明したＭｓ、Ｍｆのような「温度依存」と、長時間Ｍｓ以下の温度にあれば変態する「時間依存」と、形状記憶合金などで「加工誘起マルテンサイト
の生成」で説明される「応力依存」などがあります。（ここではそれには触れません。・・・・ちょっとしんどかったですか？）
なぜ硬くな
る？
【キーワード】結晶粒・

別図（解説も）をご覧くだ
さい。
そこにある説明のほかに、マルテンサイトの結晶粒は針状となっていて、オーステナイト状態または、加熱前の状態よりも小さいために「結晶粒
微細化」によっての強化が加わって硬さが上昇することや、無理やり体積変化を強いられるために「転位」などの格子欠陥ができることで「転位強化」が生じる
ことのほか、さらに合金鋼であれば合金元素が固溶体として溶け込むことで「固溶強化」が働くし、拡散速度の大きい侵入型固溶元素である炭素やその他の元素
が室温以上のＭｓ温度では、Ｍｓから室温までの冷却中に炭素の再配列や場合によっては炭化物の析出などが起こる（セルフテンパー：自己焼戻し）などによる
「析出強化」が働くとされています。
つまり　①固溶強化　②転位強化　③細粒強化　④析出強化の４つの強化で硬くなると説明されています
が、一般には別図にある程度
のおおまかなイメージだけでいいような感じがします。
炭素鋼についてはいろいろな研究があるようですが、現在、ナイフに用いられるような
高合金鋼材については硬化理論を詳しく説明しているものをあまり見ません。　しかし、超強力鋼などについては上記の硬化理論をもとに常に研究されています
ので、興味のある方は別に学ばれるといいでしょう。
 
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残留オーステナイトとは・・・・
【キーワード】高速
度鋼（ハイス）・サブゼロ処理・クライオ処理
焼入れした鋼の中に残っているオーステナイトを「残留オーステナイト」と言っています。(data6写真参照)　ナイフや
工具に使われる鋼は、Ｍｆ点が常温以下のものが多いために通常はいくらかの量が残っています。（Mf点は、マルテンサイト変態が終了する温度でしたね。　
SKD11などの高合金工具鋼では焼入れ状態で20-40％も残留している場合も多いようです）
残留オーステナイトが多くなるにつれて、焼入れし
た時の硬さが低下します。また、弾性限が低下したり、経年変化が出やすいことや着磁力の低下などの悪影響がでてきます。しかし、経験的には10％程
度の残留オーステナイトはじん性を向上させ、ショックアブソーバーとなって焼き割れや使用中の割れを防ぐとされています。
図11-43にあるように、残留
オーステナイト量は指定の焼入れ温度範囲を超えると急激に増加することや、冷却速度が遅い場合にも増加することがわかります。
残留したオーステナ
イトを減少させるには、焼戻しして温度をあげるか、Ｍｆ点以下の温度まで冷却する方法（０℃以下に冷却することから「サブゼロ処理」と呼ばれます。また、
-１００℃以下の処理を「クライオ処理」と呼ばれます）や、それらの低温で非常に長時間保持する方法などがありますが、熱処理費用は多額になりますので、
特別な品物以外はほとんど行われることは少ないようです。
温度を上げた場合は、250℃程度以上の焼戻しによって残留オーステナイトが分解を始め
ますので、ナイフ用に用いられる高硬度で用いられるＳＫＤ11やＳＵＳ440C、ＡＴＳ34、カウリＸなど通常その分解温度以下の焼戻しで使用されるもの
では、焼戻しによって残留オーステナイトは減少しませんので、硬さが必要なものは焼入れ温度を上げすぎたりしないように注意します。
残留オーステ
ナイトは、Ｃ・Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒなどの合金成分が多いほど多く残留するために、ナイフや工具に多用される鋼種ではかなりの量が残留しています。　しかし、
焼戻しをすると残留オーステナイトが安定になって、その後の冷却では分解や変化することが少なくなりますので、残留オーステナイトの悪影響はあまり真剣に
考えなくてもよいとおもいます。
400℃以上で残留オーステナイトは分解し始め、550℃以上で焼戻しすれば数％以下～ほとんどゼロ％ちかくに
なっています。
少し専門的に説明しますと、残留オーステナイトが分解していくとき、400℃以上でツルースタイト、500℃以上でソルバイトと呼
ばれる組織になっており、いずれもフェライト（α鉄）とセメンタイト（炭化物）に変化したり、成分によってはベイナイトと呼ばれる組織になります。それ以
上では合金元素によって炭化物が生成してきます。これらについては、焼戻しの項でもう少し説明します。
残留オーステナイトのもう一つの減少させる
方法としては、Ｍｆ点以下の温度まで冷却する方法です。これを「サブゼロ処理（深冷処理ともいわれる）」と言い、通常はドライアイスの温度（-75℃程
度）が多く用いられていますが、クライオ処理と呼ばれる、液体窒素を用いて-150℃以下で処理する場合もあります。
残留オーステナイトを低減さ
せるためには、この処理は焼入れ直後に実施するのが効果的で、焼入れ後に温度が上昇したり、時間が経過すると残留しているオーステナイトが安定化してマル
テンサイトに変態しにくくなったり変態しなくなります。
当社の実験例では、高合金鋼をいろんな冷却条件で焼入し、Mf点以下にサブゼロ処理やクラ
イオ処理をしてもそれが完全に消失せず、数％は安定化して残ってしまい、それを完全に消失させるには高温焼戻し以外になかった経験があります。
す
なわち、高い硬さを必要とする場合や、周囲温度の影響を避ける場合などで焼戻し温度を高めておきたい・・・などの特別な理由がなければ、「残留オーステナ
イトを少なくする適正温度での焼入れと、充分な焼戻しをすること」で経年変化などの未然に防ぐ対策をしておれば、そんなに神経質に考える必要がないように
思います。
残留オーステナイトの分解によって、それがマルテンサイトなどに変化すれば硬さが上昇します。しかし、その後の焼戻し温度に対する硬さ
低下度合い（これを焼戻し温度抵抗、焼戻し抵抗または焼戻し軟化抵抗などといいます）　は大きくなっており、温度を上げた時の硬さが下がりやすくなってい
ます。　これらは、「焼戻し」の項で触れます。
これとは別に、加工誘起マルテンサイトというものがあり、オーステナイトが加工変形によってマルテ
ンサイトになる場合がありますが、ナイフや工具の通常使用においては意識しなくてよいと思いますが、非常に興味ある未知の問題を含んでいます。
 
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Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com
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No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
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（３）鎢鋼エンド・ミル設計
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ド・ミル設計
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Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z)
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source from the internet.
焼入れ加熱（真空炉とソルトバスを比較しながら）
【キー
ワード】真空炉・ソルトバス
現在では、加熱室が1つの真空炉が多く、この場合には、炉内に品物を装入してから昇温します。真空にするのは「酸化」
を防ぐためで、宇宙における高真空のような状態で鋼を高温に加熱すると、合金元素が飛散して変質する問題があるので、一般的には酸化しないで光輝面が得ら
れる低真空状態で加熱されます。
また、近年の設備では、脱気された真空状態では放射熱の加熱だけでは非効率であるので、窒素ガスなどをごく微量を
炉内に入れて、それを対流させることで加熱を早める工夫などがされています。
一方、ソルトバスと呼ばれる「塩浴槽」では、雰囲気がその温度になっ
ているところに品物を入れますので、空気が遮断された状態で速やかに昇温します。　このために品物内外の温度差を少なくして変形を少なくするために、
2～3段階の温度のソルトバスを用意しておき、順次に昇温する方法が取られます。（段階加熱を予熱、焼入れ温度の加熱を本熱という言い方をすることもあり
ます）
ソルト（塩）は鉄鋼と反応しにくい中性の混合塩で、空気に直接触れないことで酸化や脱炭を回避しており、真空炉と比較してソルトの比熱が高
いために均一にそして速く昇温されるのが特徴です。
保持時間
【キーワード】焼入れ温度・予熱・焼戻しパラメータ
焼
入れ硬化させるために加熱する温度を「焼入れ温度」といいます。
品物全体が焼入れ温度に到達させるために、一定の時間その温度に保持する必要があ
り、中心部がその温度に達してからの時間を「焼入れ保持時間（または単に保持時間）」と言います。
先に説明しましたが、温度の不均一による変形を
避けるために、焼入れ温度以下で保持する場合があり、それを「予熱」と言います。予熱は変態による体積変化で曲り（ひずみ）などが出るのを抑える効果が大
きいために、複雑な形状のものや大きな品物には重要となります。
別に日立金属（株）のカタログの保持時間を示します。
高
速度鋼と、その他の鋼種との違いに注意ください。
一般鋼材の保持時間については、古くからアメリカの基準に沿って「焼入れは1インチ当たり
30分、焼戻しは1インチ当たり1時間」と言われてきましたが、炭化物（厳密には共晶炭化物を除く）がオーステナイト中に溶け込むのに必要な時間
と考えると、「炭化物の種類や大きさ、分布の違い」などで異なると考えるのが妥当です。　
このために、構造用鋼などの炭化物生成元素があまり含ま
れない鋼材の保持時間は不要とする考え方が通説となっていますが、しかし、炉の熱容量、加熱速度、予熱の有無、装入方法、温度測定位置などで品物の表面と
内部の温度差が同一かどうかの決定が困難であるので、今でも大まかな基準としてその数値が生きているようです。
当社で5％Cr、12％Cr系の高
合金工具鋼を用いてソルトバスを使った焼入れ実験をしたところ、正規の保持時間と保持時間をほとんどとらなかったものの組織・硬さを比較しても変わらな
かったことから、焼入れ保持時間の影響は焼入れ温度の影響と比べて非常に少ないということを確認しています。（参考：焼戻しパラメータの例は　ここ）
これは、焼入れ
温度に対する組織の変化は拡散現象であるので、そのパラメーター P=T(C＋log
t)/1000　[ここで　T=焼入れ温度(ケルビン)　t=保持時間　C=定数]　
という計算式であらわされていることからも保持時間の影響は少ないと推察できますが、しかし、実際の操業では不確実な要素がありますので、長くする必要は
ないにしても、あえて保持時間をゼロにすることは良くないでしょう。
また、必要以上に長時間加熱をすると焼入れ後に残留オーステナイト量が増えて
焼入れ硬さが低下します。このことから、上記の保持時間を目安にすることを採用しています。
焼入れ温度の影響
【キー
ワード】標準熱処理条件・じん性・耐摩耗性・硬さ曲線・
焼入れ温度は鋼材メーカーによって推奨の焼入れ温度などの「標準熱処理条件」が示されま
す。（こちらに、その例を
示します）
これは、焼入れした時に十分な硬さが出て、機械的な性質（強度やじん性など）に異常が見られない範囲の温度を示したもので、基本的に
は、「必要硬さが得られる、出来るだけ低い温度」を選ぶことが良いでしょう。
一般的には「焼入れ温度はじん性が必要な場合は低めの温度を、耐摩耗
性や硬さが必要な場合は高めの温度を選ぶ」と言われているようですが、ナイフや冷間で使用する工具では250℃以下の低温で焼戻しされることがほとんどの
ために、高温で焼入れすると残留オーステナイトが多くなることや結晶粒が粗大化しますので、鋭利な刃先では「刃こぼれ」の感受性を考えると「じん性重視」
のほうが好ましいと考えています。
焼入れ温度によって溶け込む炭化物は「共析炭化物」で（これに対して、焼入れ温度では溶け込まない炭化物は溶鋼
が凝固する際に生じたもので、共晶炭化物と呼ばれます）、それはとくに高温焼戻しでの硬さアップに寄与しますので、耐熱性を必要とする場合などでは高温側
の焼入れ温度や焼戻し温度を使用する・・・というように、目的別に温度を選ぶことになります。
焼入れ温度・焼戻し温度と硬さの関係は、鋼材メー
カーから「焼入れ焼戻し硬さ曲線」
として提供されます。　そして、その他の技術資料として、硬さと衝撃値などのデータも提供されますので、これらを参考にして熱処理条件を決定するのが熱処
理屋さんの仕事（技術力）になるわけです。
当社ではソルトバスを用いた熱処理においては、この考え方を大切にしています。
できるだけ低い
焼入れ温度、出来るだけ短い保持時間で1品1品を焼入れすることができるソルトバスは、いろいろな鋼種の処理温度に共通な温度にして焼入れする真空炉とは
ちがうという優位性がありますので、この考え方をいつまでも大切にしていきたいと考えています。
 
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焼戻しとは
【キーワード】焼戻しマルテンサイト・2
次硬化
焼入れ直後の鋼は、マルテンサイトと残留オーステナイト、炭化物などで構成されている状態です。このとき、マルテンサイトは炭素が過飽和の
状態で、オーステナイトは分解しようとしている不安定な状態ですので、加熱されると安定な状態になろうとします。　その加熱操作を「焼戻し」と言い、一般
には４つの過程に分けて説明されます。
【第一過程】　２００℃までの加熱で焼入れ状態のマルテンサイトが「焼戻しマルテンサイト」に変わります。
両者は、焼戻しマルテンサイトになると腐食されやすいことで識別される以外はわかりにくいのですが、加熱によって低炭素のマルテンサイトに変化するととも
に、炭化物に分解しており、このために焼入れ時の内部応力が緩和されます。　これを利用して、変形を治具を用いて矯正する操作ができます。
【第二
過程】　200-300℃で、残留オーステナイトが分解して（ＳＫＤ11など鋼種によってはこの温度では分解しないものもありますが・・・）マルテンサイ
トに変化します。　もちろん、一気にこの温度で焼戻しすると、先の第一過程が同時に進行することになりますので、変形の矯正をするには１回目の焼戻しを逸
するとそのあとの矯正は難しくなり、その時にはかなり硬さを犠牲にして１回目の焼戻し温度より高い温度で行わないと矯正できません。
また、焼戻し
の冷却の際に生じたマルテンサイトは焼入れで生じたものと同じで、再度焼戻しする必要があります。（「３００℃以下の温度での焼戻しは１回でよい」と主張
される人もおられるようですが、やらないほうが良い理由は考えにくく、確実に２回の焼戻しをすることが必要と考えています）
【第三
過程】　焼戻しマルテンサイトが２５０℃以上でフェライト（α鉄）とセメンタイトの混合組織に変化し、次第に軟らかくなっていきます。　（ここでの組織は
温度とともに変化していきます。フェライト/セメンタイト混合組織の層間距離が粗くなり、次第に球状化する変化が見られますが、専門的ですので内容は割愛
します。）
この段階では「低温焼戻し脆性（ぜいせい）」と呼ばれる現象があります。　多くの鋼種では３００℃付近で焼戻ししたものの耐衝撃性が急
激に低下します。（試験結果で低下しない鋼種もありますが・・・）　そのほかに磨いた鋼を空気中で250℃程度に加熱したときにもろくなる鋼種もありま
す。　この温度に磨いた鋼を短時間に加熱しますと、青い色に着色しますので、「青熱（せいねつ）脆性」とも呼ばれます。（じん性の低下はこの温度では現れ
ないでもっと高い温度で現れるようです)
これらの脆性への対処については、じん性の要素があまり必要なく、硬さを重視する場合はこれを無視して焼
戻しされる場合もあるようですが、一般的にはこの温度帯（300-400℃付近)での焼戻しは避けるのが無難です。
それ以上の温度で焼戻ししたも
のを再度脆性温度帯で焼戻ししても脆化して衝撃値が低くなることはないようです。脆化の原因は残留オーステナイトの分解による生成物によるとされ、ベーナ
イト化の影響が強いとされます。
工具鋼におけるこれらのじん性低下についてはあまり論じられておらず、むしろ、じん性や機械的性質の変化（焼戻し
温度との関係を示すグラフなど)をみて、そのような「温度-硬さ域」を避けることで対処するようにするとよいでしょう。
【第四過程】　Ｃｒ・Ｗ・
Ｍｏ・Ｖなどの炭化物を形成する元素を多く含む合金鋼では、500℃以上の温度で安定な炭化物の析出と成長が見られます。これを2次硬化と言います。
Ｃｒ
炭化物は形が大きく、分散しない傾向が強いために2次硬化にはあまり関与しませんが、それ以外の炭化物は微細に析出して結晶にひずみを与えて硬化します。
焼
戻し時間の例はこちらを参照
　
工具鋼の焼戻し
【キーワード】機械的性質・
ナイフなど工具に使用する合金工具鋼は、目的とする使用時の機
械的性質（変形しない、割れない、摩耗しない・・・など）を決めるために材料を選定した上で熱処理をします。
材料メーカーでは比較的試験が簡単な
「硬さ」を指標として、いろいろな機械的性質との関係を調べて公表しています。　　
「硬い＝強い」「やわらかい＝ねばい」ということは感覚的には
分かっているのですが、これら試験の結果から、焼戻し温度、硬さを基準にして材料の持つ機械的性質を数値的にとらえることができます。　言い換えれば、こ
れが材料設計、熱処理設計をする基本の数値になります。
「硬いから少し軟らかくする」「これは摩耗しにくい」などという感覚も大切ですが、これら
のデータはしっかりした裏付けをもとに考えることができる貴重な資料です。　これをもとに「最高品質」を決定できるのです。（これについては別項の「材料選定の考え方」などで説明してい
ます）　
また、別紙にわ
かりやすくまとめられた日立金属のカタログの数値をもとに、各表の見方や考え方を説明していますので、一読ください。（別紙はこちら）
【コ
ラム】　新熱処理理論？または何かのご都合？
この場を借りて、世にまかり通っている「不思議」についてお話します。　
上記に説
明しましたように、焼戻し温度に対応してマルテンサイトやオーステナイトが変化していきますが、焼戻し温度や焼戻し回数によって硬さが変化していくのはわ
かりますね。
硬さは簡単に測定することができることもあって、熱処理品質を示す指標として、また、熱処理の成否の判定、品質保証の代用、商取引の
基準として利用されています。
しかし、この硬さにこだわるあまりに、熱処理を依頼する側も受ける側も間違った考え方をしていることにしばしば遭遇
します。以下が世にまかり通っている「不思議」なのですが、皆さんはこの①～⑧について、正しいと思いますか？　・・・・・・
①「硬さが規定以内
になっていればいい」し、価格が安いなら「焼戻しは1回」でいい・・・
②変形や焼き割れを防止するためには、あえて冷却速度を遅くして冷却を制御
する。
③金属の脆性（ここでは詳しく解説しませんが、焼戻し脆性や低温脆性など）についてはお客様の要求がなければ考慮する必要はない。
④
硬さが1番重要で、指定範囲になっていればよい。・・・　
・・・・　などなど、熱処理の考え方を無視している例が多々あることに驚かされますし、
言葉は違いますが、これをまことしやかに話される人や技術者がいることも知っています。　困ったことですが、それを、お客様の指示で行っている例もありま
す。
さてそれでは、これらについてはどうでしょうか？
⑤一般には、硬さを下げることで「じん性」が増加すると考えられていますが、果たし
てそうでしょうか？　
⑥硬さ換算表で換算した硬さは正しいのでしょうか？　
⑦抜き取り検査より全数検査が正しい硬さを示しているでしょう
か？　
⑧規格値を0.5ＨＲＣ外れると使い物にならない（または、0.5ＨＲＣの違いなど何もない）のでしょうか・・・・・・？？？
もっ
とも、こんなことまで考えて熱処理を依頼することはないと思いますし、ほとんどそのために問題が表面化することはまれですが、「硬さと特性値を理解して熱
処理依頼されていますか？」「熱処理屋さんがやってくれるのだから、間違いないと思っていませんか？」
工具や品物に命を吹き込む「熱処理」です。
　見えないからこそ熱処理理論や熱処理技術が大切です。　・・・・・・　このように考えてこの文章を書いていますし、当社では先輩からそれを受け継いでい
ます。　これをお読みいただいておられる方は、正しい熱処理知識で最高の最高品質を得る方法にくわえて、トラブルが起こった時の問題解決のための知識とし
てこれを考えるための糸口を見つけていただけることを期待しています。　閑話休題、脱線はこれくらいに…。
【コラム：野中豊】
 
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Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com
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No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
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tools. We focus on what you need and endeavor to research the best
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wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic,
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cutting tool、hss
drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition
Diamond )’PCBN
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Tools Inserts’PCD
Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD .
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FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in
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社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、
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（３）鎢鋼エンド・ミル設計
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弊社の
全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。
Bewise
Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z)
talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır.
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Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel
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BW специализируется в
научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым
высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих /
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электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид /
быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC
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для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано
инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для
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BW is specialized in
R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech
coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space
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sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com 
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source from the internet.
焼戻しパラメータ・雰囲気温度
焼戻しは拡散現象であるという考え
方から「温度と時間」の関数としてあらわされることがあります。（焼戻しパラメーターとして示されている場合があります：一例はここに）　しかし、温度の
上昇につれてマルテンサイトやオーステナイトが変化していくことなどを考えると、それだけの説明では不十分で、「回数」や「やり方」を含めて、いろいろな
問題を考慮する必要がありそうだということは予想されます。　焼戻し時の状況と問題点について順に追っていきます。
まず、品物を加熱し、周囲（雰
囲気）温度が一定の目的温度になっているとき、表面から熱が伝わっていきます。　そして、ある時間が経過して内部まで均一な温度になります。　
こ
のときには各部の温度の不均一は熱膨張によって応力変化を与えます。　その間に焼戻しによる組織変化などを生じる温度にまたがると、応力不均衡は助長され
ますので、急激な温度上昇は変形を生じさせなどで、好ましくないことは想像できます。
しかし、雰囲気からの対流による昇温よりも鋼内を伝導で伝わ
るほうが速いので、実際的には残留オーステナイトが変化しない200℃程度以下の温度においては、（単純形状のものに対しては）　ほとんど焼戻しの加熱速
度は考慮していませんが、断面形状が複雑かつアンバランスなものであって、500℃以上の高温に焼戻しする工具類などにおいては「割れ」の危険を避けるた
めにも段階加熱をするなどの配慮をします。
焼戻しの保持時間とは、品物の温度が目的の温度に達して、全体が均一になったとされてからその温度に保
持している時間をいい、それまでの加熱時間を昇温時間といいます。　それらは加熱設備の熱容量や雰囲気や目的温度などで異なりますし、温度測定の方法に
よっても異なりますので、通常は実際温度を測定しておいて技術標準として保持しておいて、それをもとに作業します。
ただ、焼戻しの適正時間は焼入
れ保持時間とは異なり、長時間になることで極端に性能が劣化するということはほとんどありません。　長時間化すると硬さ低下として現れますので、逆にそれ
を利用して微妙な硬さ調整をする場合もあります。
時間が短すぎると均一性が損なわれる恐れがありますので、目的温度や品物の厚さ、形状によって技
術標準を決めて作業をしていますが、当社では小さなものでも最低1時間以上の保持時間をとっています。　また、合金工具鋼は必ず2回以上の焼戻しをして品
質を安定させます。
焼戻しの回数
【キーワード】焼戻し回数・曲りとり（矯正）
工具などに使用される合
金鋼は最低でも2回の焼戻しをします。
合金元素が多く、高温焼戻しするものは、3回の焼戻しが必要な場合もあります。
これは焼入
れにかかる問題と焼戻し時の組織変化が関係します。
この内容を簡単に説明します。
焼入れして常温になった鋼の多くは未変態の残留オーステ
ナイトが存在しています。　何よりも、焼入れ直後の鋼の状態は温度・組織的に不安定なうえに、焼き割れを防ぐために常温に長く置かないようにして焼戻し処
理に移行するようにします。
焼戻しによって、焼入れ時の変態や相変化は中断されますので、微小な部位的にみれば鋼材の内部では複雑な状況になって
いるはずですが、その上に焼戻しの加熱での変化が加わります。　
そしてまた、焼戻し保持完了後の冷却時には、中断された変態が再開したり、新たに
焼戻しによる組織変化が加わったりしますので、1回目の焼戻しが終わっても安定した組織や応力状態にはなっていないと考えられます。　
このため
に、構造用鋼などのように合金量が少ないものについては500℃以上に焼戻しする場合でも　1回の焼戻しで問題ありませんが、工具に使用する合金鋼では必
ず最低2回の焼戻しが必要です。
少し具体的な説明になりますが、焼戻し時においては、およそ４００℃以上の高温で、残留オーステナイトが焼戻しマ
ルテンサイトより脆い「ベイナイト」などに変化したり、焼戻しの冷却中にマルテンサイトに変化します。（鋼種によってその変化は異なります）　それを2回
目の焼戻しをすることによって、焼戻し時に変化したマルテンサイト組織などを焼戻しして、全体を安定な状態にします。　これによって、その時点で残ってい
る残留オーステナイトも安定して変化しにくくなります。これを「安定化」と呼ばれます。（残留オーステナイトはおよそ10％以上残留することは好ましくな
いとされていますが、前項のここを
参照ください）
当然、2回目の焼戻し温度は硬さを決めるためには高めの温度をとることになるでしょうが、（鋼種によるのですが）目
的温度が残留オーステナイトの変化に関係する250℃以上の温度であればそれが分解するために1回目より高い温度にすることは「？（Ｑｕｅｓｔｉｏｎ）」
といえるかもしれません？　(ただ、この是非については専門家の間にも諸説があり、あまり深く考えずにおいておきます)
3回の焼戻しが
必要な場合があります。これには、やはり残留オーステナイトの影響があります。
550℃程度以上の温度では残留オーステナイトがほぼ完全に分解し
ます。1回目の焼戻し後にそれはマルテンサイトやベイナイトに変化しますが、この温度では炭化物の析出が同時に進んでいますので、2回の焼戻しでは不均一
さが残ります。　このために3回の焼戻しが必要とされるのですが、現実的にＣｏやＷなどを多く含む鋼種では、特に大型品での型寿命が短くなったり、じん性
値の低下などが報告されています。
焼戻しを兼ねて曲り取り(矯正)をする場合があります。焼戻しの仕組みから言うと初回にするのが効果的ですし、
繰り返す場合は以前より高い温度でしないと効果が少なくなります。　残留オーステナイトなど、焼戻しして組織などが変化する要素があればうまくいきます
が、通常は２回目以降の焼戻し時に矯正する場合は、温度を高くとって、硬さを下げなければ難しくなります。
 
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変形はどのような場合に発生するのでしょう
【キー
ワード】残留応力・熱応力・変態応力
品物が熱処理中に変形する場合について考えてみましょう。
（これ以外に、機械加工の残留応力によるも
のや、不完全な焼なましによって鋼材の組織等の不均一さが熱処理中に露呈するものがありますが、これについては、ここでは示していません。）
（1）焼
入れ加熱中の変形
加熱中の品物は熱によって膨張しますので、温度ムラは変形につながります。また、オーステナイトになるときに変態によっ
て体積が減少します。　これらが加熱過程での変形要因です。
高温状態では強度（硬さ）がかなり低くなっているために、応力が解放されます。　（応
力とは、品物の内部にある力で、「硬さ」と考えてもいいものです）
このときに変形することが予想されますが、これを防ぐために、熱処理方法として
は、焼入れ温度まで一気に昇温しないで段階的に保持しながら加熱することでその影響を防ぎます。　非常に複雑な形状のものは、変形を拘束するように、炉な
どへの装入の仕方に注意します。
焼入れ時の品物のセット方法や各部の温度差が変形に大きく影響しますので、品物をまっすぐにたてて保持したり、吊
り下げたり、または、極端に熱源に近づけないことなどで加熱中の変形を小さくします。
（2）マルテンサイト変態時の変形
オー
ステナイトが焼入れによってマルテンサイトに変化するとき、体積が膨張します。これによって応力が発生します。すなわち、熱応力と変態応力の合成によって
変形が発生しますが、断面形状が対称でないものは変形しやすいといえます。
普通、マルテンサイトは温度の降下につれてその量を増しますので、Ｍｓ
点以下で各部位を均一に冷やすことで変形を少なくすることができます。
熱処理的にはＭｓ点付近以下の温度降下を調節して変形を少なくする操作をし
ます。例えば、油冷などでは冷却途中で引き揚げて冷却速度を小さくしたり、Ｍｓ点付近まで温度を上げたソルトバス中に焼き入れることで変形を小さくする方
法がとられます。後者の焼入れ方法にはソルトバスなどを用いた「マルクエンチ（またはマルテン
パーなど）」があります。
焼入れによって生成したマルテンサイトと変態しない残留オーステナイトの割合も変形に影響します。一般に冷却速度が遅い
と残留オーステナイトが増える傾向にあり、マルクエンチなどでもそれが増加します。
また、金型（治具）で品物を拘束して焼入れすることで変形をお
さえる方法もあります。これは「プレスクエンチ」「金型焼入れ」などと呼ばれます。
変形の大きさは、焼入れ時に発生するのが大きいために、曲りの
方向を予測してあらかじめ逆方向に変形させたものを焼き入れる場合もあります。
（3）焼戻し時の変形
変形することによって
応力が均一化されているといえますので、それを拘束すれば偏った応力が残ることになります。
焼戻しの際にも組織変化と熱によって応力解放が進行し
ますし、これに加えて、加熱中の熱膨張の影響を受けて複雑に変形します。
500℃以上で炭化物の析出によって硬化する（２次硬化と言います）際に
も変形が生じます。
（4）変形の除去
変形を除去する操作を「曲り取り」「ひずみ取り」「矯正」などと呼んでいます。
硬さの低いも
のについては「プレス」「ロール」などで押し付けて曲りをとります。
硬さの高いものは機械的に外力を加えても容易に変形を除去できませんので、加
熱冷却時の応力を利用したり、焼戻しに伴う組織変化の際の応力変化を利用して矯正する方法などがあります。　
また、タガネなどで圧痕をつけること
で応力を発生させて曲りをとる方法も古くからおこなわれていますが、一般的でなく、割れなどのリスクも大きいのでお勧めできるものではありません。
通
常の熱処理操作としては、焼入れによって変形した品物を焼戻しする時に治具などで品物を拘束して変形を除去する方法があり、「プレステンパー」と呼んでい
ます。
時効変形（経年変化）
【キーワード】経年変化・残留オーステナイトの安定化
残留オーステナイト量を調
節することで焼入れ時の変形を少なくできますが、オーステナイトはマルテンサイトに、マルテンサイトは炭化物を析出して安定な状態になろうとする傾向があ
ります。このために、時間を経過してこの変化が起こると変形の原因になります。
これを時効変化や経年変化などと呼ばれます。
これを防止す
るためには残留オーステナイトを低減するように熱処理するか、安定化または消失させることが必要で、たとえばＭｆ点以下の温度にサブゼロ処理をすることで
ほとんど消失でき、５５０℃以上の焼戻しで完全に分解することができますが、２５０℃以下の低温焼戻しで用いられるナイフや工具類は焼戻しによる残留オー
ステナイトは分解消失しませんので、しっかりと焼戻しすることで残留オーステナイトを安定化させて経年変化に備えます。
-１００℃
までのサブゼロ処理は電気冷蔵庫で冷却するか、ドライアイス（または液化炭酸ガス）を使用して、焼入れ直後（焼戻し前）に実施され、それ以下のクライオ処
理と呼ばれるものの多くは液化窒素を使用してされているものが多いようです。
 
歡
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残留オーステナイトとは・・・・
【キーワード】高速
度鋼（ハイス）・サブゼロ処理・クライオ処理
焼入れした鋼の中に残っているオーステナイトを「残留オーステナイト」と言っています。(data6写真参照)　ナイフや
工具に使われる鋼は、Ｍｆ点が常温以下のものが多いために通常はいくらかの量が残っています。（Mf点は、マルテンサイト変態が終了する温度でしたね。　
SKD11などの高合金工具鋼では焼入れ状態で20-40％も残留している場合も多いようです）
残留オーステナイトが多くなるにつれて、焼入れし
た時の硬さが低下します。また、弾性限が低下したり、経年変化が出やすいことや着磁力の低下などの悪影響がでてきます。しかし、経験的には10％程
度の残留オーステナイトはじん性を向上させ、ショックアブソーバーとなって焼き割れや使用中の割れを防ぐとされています。
図11-43にあるように、残留
オーステナイト量は指定の焼入れ温度範囲を超えると急激に増加することや、冷却速度が遅い場合にも増加することがわかります。
残留したオーステナ
イトを減少させるには、焼戻しして温度をあげるか、Ｍｆ点以下の温度まで冷却する方法（０℃以下に冷却することから「サブゼロ処理」と呼ばれます。また、
-１００℃以下の処理を「クライオ処理」と呼ばれます）や、それらの低温で非常に長時間保持する方法などがありますが、熱処理費用は多額になりますので、
特別な品物以外はほとんど行われることは少ないようです。
温度を上げた場合は、250℃程度以上の焼戻しによって残留オーステナイトが分解を始め
ますので、ナイフ用に用いられる高硬度で用いられるＳＫＤ11やＳＵＳ440C、ＡＴＳ34、カウリＸなど通常その分解温度以下の焼戻しで使用されるもの
では、焼戻しによって残留オーステナイトは減少しませんので、硬さが必要なものは焼入れ温度を上げすぎたりしないように注意します。
残留オーステ
ナイトは、Ｃ・Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒなどの合金成分が多いほど多く残留するために、ナイフや工具に多用される鋼種ではかなりの量が残留しています。　しかし、
焼戻しをすると残留オーステナイトが安定になって、その後の冷却では分解や変化することが少なくなりますので、残留オーステナイトの悪影響はあまり真剣に
考えなくてもよいとおもいます。
400℃以上で残留オーステナイトは分解し始め、550℃以上で焼戻しすれば数％以下～ほとんどゼロ％ちかくに
なっています。
少し専門的に説明しますと、残留オーステナイトが分解していくとき、400℃以上でツルースタイト、500℃以上でソルバイトと呼
ばれる組織になっており、いずれもフェライト（α鉄）とセメンタイト（炭化物）に変化したり、成分によってはベイナイトと呼ばれる組織になります。それ以
上では合金元素によって炭化物が生成してきます。これらについては、焼戻しの項でもう少し説明します。
残留オーステナイトのもう一つの減少させる
方法としては、Ｍｆ点以下の温度まで冷却する方法です。これを「サブゼロ処理（深冷処理ともいわれる）」と言い、通常はドライアイスの温度（-75℃程
度）が多く用いられていますが、クライオ処理と呼ばれる、液体窒素を用いて-150℃以下で処理する場合もあります。
残留オーステナイトを低減さ
せるためには、この処理は焼入れ直後に実施するのが効果的で、焼入れ後に温度が上昇したり、時間が経過すると残留しているオーステナイトが安定化してマル
テンサイトに変態しにくくなったり変態しなくなります。
当社の実験例では、高合金鋼をいろんな冷却条件で焼入し、Mf点以下にサブゼロ処理やクラ
イオ処理をしてもそれが完全に消失せず、数％は安定化して残ってしまい、それを完全に消失させるには高温焼戻し以外になかった経験があります。
す
なわち、高い硬さを必要とする場合や、周囲温度の影響を避ける場合などで焼戻し温度を高めておきたい・・・などの特別な理由がなければ、「残留オーステナ
イトを少なくする適正温度での焼入れと、充分な焼戻しをすること」で経年変化などの未然に防ぐ対策をしておれば、そんなに神経質に考える必要がないように
思います。
残留オーステナイトの分解によって、それがマルテンサイトなどに変化すれば硬さが上昇します。しかし、その後の焼戻し温度に対する硬さ
低下度合い（これを焼戻し温度抵抗、焼戻し抵抗または焼戻し軟化抵抗などといいます）　は大きくなっており、温度を上げた時の硬さが下がりやすくなってい
ます。　これらは、「焼戻し」の項で触れます。
これとは別に、加工誘起マルテンサイトというものがあり、オーステナイトが加工変形によってマルテ
ンサイトになる場合がありますが、ナイフや工具の通常使用においては意識しなくてよいと思いますが、非常に興味ある未知の問題を含んでいます。
 
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，
我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技
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No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
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弊
社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、
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弊社は各領域に供給できる内容は：
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割れの原因
【キーワード】焼割れ・焼戻し割れ・脱炭
一
般的に、焼入れ時の割れについては　①内部応力　②残留オーステナイトによる影響　などによって材料の強度をこえた力で（特に、引張応力が加わる部位に）
　生じるとされています。
焼入れ時の割れの大半は冷却過程で発生します。　冷却中の品物の表面と内部の冷却速度や各部位の温度差やマルテンサイト
変態の割合が各部位で異なることで内部応力が発生します。　これは、マルテンサイトの生成によって「体積膨張」するためで、この変態による応力と熱応力
が、材料の持つ引っ張り強さをこえた部位で変形や割れが発生すると説明されることが多いようです。
Ｍｓ点直上の温度に焼き入れするソルトバスなど
で行う「マルクエンチ」（次項に説明）は内外の温度差を少なくして焼入れするための効果的な方法とされています。（Ｍｓ点：焼入れ冷却中にマルテンサイト
が生じる温度。これに対して、マルテンサイト変態が終了する温度をＭｆ点といいます）
焼戻し時の割れも、上記の①②で生じるとされており、熱応力
と変態応力によって発生します。　焼入れ性の良い比較的大きい品物に発生しやすい特徴があります。　
焼戻しの際にも急速加熱、焼戻し温度からの急
冷などが原因となることが多く、割れなくても曲りが発生するなどの弊害が出ますので、特に大型品については加熱冷却をゆっくりと行うことが大切です。
焼
入れ加熱中に生じた脱炭が割れの引き金になる例があります。　近年は「真空」「無酸化」「ソルトバス」などと酸化・脱炭雰囲気でない良好な加熱炉が多く
なったために脱炭によるトラブルはほとんど見られませんが、大気雰囲気での加熱で脱炭が発生しますと表面に引っ張り応力が発生し、脱炭部の強度不足から割
れが発生しやすくなります。　（別
紙図8-47に脱炭によって変質したことを想定した膨張量の違いの例を示します）
【コラム】　
昭和の後期は、いろいろな新鋼種が
生まれたり、いろいろな技術も生まれて、思い出も多い時代でした。　当社も鍛造型材を多く熱処理していましたが、特に、あるメーカーの新鋼種で、3ヶ月に
1度くらいの頻繁さで、焼入れ冷却中の焼き割れに遭遇した経験があります。　
夜中に大きな金型の冷却途中に「ピーン」「キーン」といって割れる音
は品物が泣いているようでした。割れ始めるとどうしようもありません。　ばらばらに割れてしまうのかと、翌日に明るい所で見てみると、対して割れていない
のが不思議でした。　割れが内部に進行する音だったのでしょう。
当時は大気雰囲気で表面に脱炭が発生していましたし、作業時間の都合で、すぐに焼
戻しできないことがあるなど、作業側の問題もあったのですが、割れが出やすい鋼種が特定されていたり、割れた現物を調査してみますと材料欠陥や鍛造不良な
どもしばしば見受けられましたので、材料品位による遠因も多くあったようです。　
当時、当社の型材の多くが熱処理後に加工されるものが多くて、加
工度が低いこともあって、依頼される会社も材料メーカーも、「割れるのは想定範囲」というところがあって、「またか・・・」で済ませてしまうこともしばし
ばあった記憶があります。
近年は材料の製鋼技術の進歩が著しく、品質が向上したためか、「割れ」の熱処理不良は激減しています。その反面、ひずみ
（曲がり）によるトラブルが多くなっており、曲り取りの過程で割れてしまうなどの例も増えています。　つまり、割れの問題よりも曲りの問題のほうが厄介に
なってきています。　特に、当社のような委託熱処理業者にとっては、繰り返して同じ物を同じ仕様で熱処理する場合は少なく、出来るだけ効率よく処理するこ
とが儲けにつながりますので、一般的な対策が難しい場合も多く、今後も曲りとの戦いになるのでしょう。
不具合が起きると「原因」「対策」「再発防
止」「予防処置」と責められている若い人たちを見ると昔は良い時代だったんだなぁと思ってしまいます。　ある意味で人間らしさがあったようですし、それが
真のレベルアップにつながっていたようにも思います。（コラム：野中）
ソルトバスによるマルクエンチ
【キーワード】
不完全焼入・マルクエンチ
簡単に変態・組織に触れます。少し専門的な話になりますので読み流していただいて結構です。
焼入れの話に戻りま
すが、焼入れの冷却の際に、冷却速度が遅くなるとマルテンサイトにはならないで焼戻しの際にその温度を高めていったときに出来るような組織になっていま
す。　以下の別図などにベイナイト、パーライトなどとあるのがそれで、焼入れ時に生じると「不完全焼入れ組織」とされるものです。
これらは焼入れ
硬さを低下させ、機械的性質も低下させるために好ましくないのですが、これは鋼材本来から決まっている性質で「焼入れ性」が低いとか、品物が大きくて速く
冷却できない場合もありますので、この場合の組織の劣化は避けて通れないものです。
別図8-6と8-4、8-38を
見てください。　まず8-6は恒温変態曲線（Ｓ曲線、ＴＴＴ曲線）と呼ばれる図で、焼入れ温度から指定の温度まで急冷し、その温度を保った時に時間が経過
するとマルテンサイトではない組織に変わっていく状態を図に表しています。
次に、8-4図ですが、一般には焼入れ温度から水で冷却したり油で冷却
したりしてする場合のように、焼入れの冷却速度を変えて常温まで冷却した場合の組織や硬さを示した図で、連続冷却変態曲線（ＣＣＴ曲線）と呼ばれるもので
す。
これらの変態曲線はすべての鋼種で完備されているものではありませんし、実際の熱処理ではこれらに示す連続冷却操作を行うことは無理で、これ
らの図は、得られた組織や硬さから冷却過程や組織の状態を考えるためのものとして使うものであって、現実的な実用性には乏しいと思っていますが、次のマル
クエンチを説明するために参考に示しています。（実用的にはこれらの線図ではなく、日立金属（株）で作成されている半冷曲線を硬さ推定用に利用して
います）
図8-38は
マルクエンチの操作を含めて説明している図です。
焼入れ温度から冷却する際にはソルトバスなどを用いてパーライトなどが出ない「速い」速度で冷却
し、マルテンサイト変態が始まるＭｓ点直上で品物の温度を保持すると不完全変態組織（たとえば上部ツルースタイトやベイナイトなど）が出現するまでの時間
が稼げるうえに、温度の不均一性をなくすことができます。
マルテンサイト変態は温度低下とともに進行しますので、品物の温度が一定になってから
Ｍｓ点以下をゆっくりと空冷すればよく、このために焼割れが防止できます。
これは、Ｍｓ点直上の温度にしたソルトバス中に焼き入れる操作で行いま
すが、ソルトバスは油冷程の「速い」冷却速度は得られませんが、それに近い早い冷却でパーライトノーズにかからないような冷却が可能ですので、じん性の高
い熱処理が可能になります。
 
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