• ベストアンサー

鉄の高温酸化

純鉄を900℃に加熱し幾分保持する。 その時に出来ているスケールの成分は? その後、水で水冷したときに出来る酸化スケールの構成は何ですか? また、空冷と水冷後で残るスケールに違いはあるのでしょうか? 最近鉄(鋼)の焼入れを行っているのですが、いまいちスケールについて分からないので、どうかよろしくお願いします!!

  • 化学
  • 回答数3
  • ありがとう数2

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • kenojisan
  • ベストアンサー率59% (117/196)
回答No.3

鉄関連化合物の材料研究をしている者です。 鍛造関連で使われる「スケール」という用語は良く知らないので、その生成条件への回答は出来ないのですが。 酸化鉄に関しては、お考えの通り、 黒皮 = 主に四三酸化鉄(Fe3O4、マグネタイト)、酸化第一鉄(FeO、ウスタイト)や酸化第二鉄のガンマ相(ガンマFe2O3、マグヘマイト)も多少混じっているかも。 赤さび = 主に酸化第二鉄のアルファ相(アルファFe2O3、ヘマタイト) と考えて良いと思います。 あと、水冷などですと、オキシ水酸化鉄 FeOOHや、水酸化鉄 Fe(OH)xが混じっている可能性も有るのではないでしょうか。

その他の回答 (2)

  • Willyt
  • ベストアンサー率25% (2858/11131)
回答No.2

酸化第一鉄はFe2O3、酸化第二鉄はFe3O4 で、思っておられたとおりです。つまり酸素欠乏状態で酸化したものが第二鉄です。

  • Willyt
  • ベストアンサー率25% (2858/11131)
回答No.1

急冷したときに出来る黒皮は酸化第二鉄です。赤錆が酸化第一鉄です。

ahitomi
質問者

補足

酸化第二鉄とはFe2O3の事でしょうか? それは赤錆ではないのでしょうか? 黒皮は単純に黒いのでFeOかFe3O4かと思っていました・・・

関連するQ&A

  • 鋼の高温酸化について

    このカテゴリーでの質問では無いかもしれませんが・・・ 鋼というか純鉄を900度に熱し急冷したときに出る酸化スケール その成分は外殻から、Fe2O3,Fe3O4,FeO、Feという風に出来るで合っていますか? またそれらが出来るとその鉄は元の純鉄とどのように異なる性質を持つのでしょうか? 硬度、伝導性、融点、剥離性、防錆性で答えてもらえるとうれしいです。

  • 酸化温度について

    ご存知の方いましたら教えて下さい。非常に抽象的で恐縮です。 鋼の中には色々な元素が含まれていますが、次の元素(Fe,Cr)が加熱されて酸化スケールを生成する温度は何度なのでしょうか?

  • 焼入れ時の酸化スケールについて

    SDK61を1100℃で焼入れしたところ、酸化しすぎて表面がでこぼこになりました。そこで、液体ホーニングをしたところ酸化スケールはとれましたが、表面のでこぼこは取れませんでした。でこぼこはなぜできのですか?また、どのようなメカニズムでそうなるのか?できるだけ詳しく教えて下さい。 非常に丁寧でわかりやすい説明ありがとうございました。ようやく理解できました。理解力がなくてすいませんでした。これからも宜しく御願い致します。

  • 脱炭のメカニズム

    脱炭のメカニズムがいまいちわかりません。ネットで検索すると以下のように出ておりました。 [酸素雰囲気で鋼を加熱して酸化させたときに材料内の炭素含有量が少なくなる現象。酸素の侵入する速度(酸化速度)が,炭素が外側に拡散する速度よりも小さいときに起こる。逆に,酸化速度が大きいときはスケールが生じる。脱炭層は焼き入れを施しても十分に硬化しない。] 炭素が 外側に拡散するとは どういう意味でしょうか?また、他にわかりやすく 脱炭のメカニズムを解説していただければ ありがたく思います。 よろしくお願いします。

  • 水冷エンジン

    素朴な質問ですが、空冷エンジンと水冷エンジンの違いって空気で冷やすか水?液体で冷やすかの違いだけですか? 原付スクーターを水冷エンジンにボアアップ(70cc)くらいにしてる人を見かけます。 同じ70ccくらいにボアアップするなら空冷・水冷のどちらでも良いのでは?水冷は場所をとりそうだし・・・ それと、これからメッチャ寒くなる地域に住んでいます。水冷の液体は凍らないのでしょうか?

  • SCM435 調質後の硬度について

    SCM435のパイプ形状の材料を調質していますが、調質後の硬度がHRC40ぐらいあります。 調質後の硬度をHRC23ぐらいにしたいのですが、どうしたらよいのでしょうか? 現在の調質条件は、 1.焼き入れ工程は、850°Cにて2時間保持し、40°Cの焼き入れ水に入れる。 2.焼き戻し工程は、650℃にて2時間保持し、水冷する。 ワークの径はφ180~φ100です。

  • 石炭の酸化

    石炭の酸化として、酸化剤と石炭を混合して酸化、遠心分離をした後、吸引ろ過してそれからウォーターバスで加熱してその物体を得る実験をしています。 しかし吸引ろ過をしたあとで、粘土の大きい状態が数日たっても続いているのでウォーターバスで加熱しても水分がとれる(さらさらになる)のか、逆にそのまま固まってしまいそうで心配です。 同様の実験を違う種類の石炭をつかって同じ過程をしたときは、数日たった状態で加熱しなくてもさらさらになりました。(これは構造の違いから??) これは、失敗したということでしょうか?それとも時間をかければ水分が取れるのでしょうか? もし間違いだったら、加熱している時間が無駄になるので、早い段階でもう一度やりなおしたいので質問させていただきました。 わかる方、すみませんがアドバイスお願い思案す。

  • SUS440C焼き入れ後の寸法収縮と変色

    SUS430の変色についての投稿と回答について、現在社内で抱えている問題でもあり、とても参考になりました。 似たような問題でありますが真空焼き入れ後の寸法収縮と変色について状況を下記に記します。 1、材料SUS440C 150?×180mm×225mmでφ90の貫通穴あり。 2、5月27日と6月10日に分けて真空焼き入れを業者へ依頼。 3、真空焼き入れ後、貫通穴周辺が0.1mm~0.15mm、穴周辺以外は0.03mm収縮。2回にわけて依頼したものが同様に収縮した。 4、変色について6月10日依頼のものは濃い赤茶色に変色、5月27日依頼のものは薄青い鉄色。 5、真空焼き条件は、   5月27日;850℃1.5h保持⇒1030℃2.3h保持⇒180℃7h空冷。   6月10日;850℃2h保持⇒1030℃2.5h保持⇒515℃3h空冷⇒500℃2h空冷。 業者に変色の違いを問い合わせたところ、今の時期、湿気で赤茶けることがある、とのこと???。この変色は社内でホーニングで除去しました。寸法収縮に関しては技術的な根拠が明確でありません。 焼き入れ後に研磨のため取りしろを0.15mm付けていましたが、0.15mm収縮したため1個研磨で取りきれず作り直しになりました。 上記の様な状況です。 焼き入れ後の寸法収縮はどのような原理で発生するのでしょうか、この収縮を最小限に抑える方法はあるのでしょうか。 変色について濃い赤茶色は何故発生するのでしょうか、炉内湿度の残存、それとも炉内酸素残存による酸化でしょうか。ホーニング処理を実施せず変色させない方法は?。 焼き入れに関して今まではHRC50~58あれば良いという考えでだけで業者へ依頼してましたが、これでは良くないことを痛感。 焼き入れに関する知識が乏しいので、うまく説明出来ていないと思いますが、どなたかご教授願います。

  • 焼入れ温度時の焼入れ硬さ低下原因は?

    今0.2%炭素鋼の焼入れを業務で行っています。 焼入れ時の加熱温度を上げていくと焼入れ硬度が低下するのですが、 それは脱炭によるもの、粒径粗大化による強度低下のどれによるものと考えるのが普通でしょうか? 0.2%では脱炭の影響は少ないため、粒径粗大化が影響していると考えていますが、 硬さは単純にどれだけ結晶が密になっているかを表しているものだと思っているので、 硬さに粒径の影響はでないと考えているのですが、実際のところは出てくるのでしょうか? 補足: ○材料:t2mm ○加熱方法:電気炉、雰囲気コントロールなし、3分程度の加熱で所定の温度に上げる ○Ac3点は830℃ ○加熱後すぐにバケツの水につけて水冷 ○加熱温度は850℃、950℃、1050℃、1150℃ ⇒その温度のとき板厚中心ビッカース硬さはHV510、480、450、430と温度上昇とともに低下。

  • 焼入れ温度時の焼入れ硬さ低下原因は?

    今0.2%炭素鋼の焼入れを業務で行っています。 焼入れ時の加熱温度を上げていくと焼入れ硬度が低下するのですが、 それは脱炭によるもの、粒径粗大化による強度低下のどれによるものと考えるのが普通でしょうか? 0.2%では脱炭の影響は少ないため、粒径粗大化が影響していると考えていますが、 硬さは単純にどれだけ結晶が密になっているかを表しているものだと思っているので、 硬さに粒径の影響はでないと考えているのですが、実際のところは出てくるのでしょうか? 補足: ○材料:t2mm ○加熱方法:電気炉、雰囲気コントロールなし、3分程度の加熱で所定の温度に上げる ○Ac3点は830℃ ○加熱後すぐにバケツの水につけて水冷 ○加熱温度は850℃、950℃、1050℃、1150℃ ⇒その温度のとき板厚中心ビッカース硬さはHV510、480、450、430と温度上昇とともに低下。