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熱処理後の耐食性低下のメカニズムとは？
- 熱処理後に鉄鋼品の耐食性が低下し、表面が活性化されるために錆びやすくなる現象について、そのメカニズムを解説します。
- 熱処理前の鉄表面は酸化皮膜によって一定程度の錆の進行を抑制していましたが、熱処理の過程で酸化皮膜が除去され、鉄表面が活性化されることで耐食性が低下し、錆びやすくなります。
- この現象を客先に報告する必要があり、熱処理後には防錆処理を徹底することが求められます。
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初めまして、回答１（鍛冶屋さん）の追記です。 周囲環境の影響も有りますが錆の発生が早すぎる様に思われます。 熱処理中、及び処理後の可能性については回答１で成されている為、母材からの疑いを視てみます。 1：炉内温度が母材のガラス転移点の前後１５パーセント 2：炉内雰囲気の充填不活性ガスの縮性により大気圧＞炉内となってはいないか。 3：母材の残留オーステナイト、又は瘤状炭化物との防錆油反応 1の場合、被処理物からの残留ガスの析出 2の場合、置換ガス流動時に於ける減圧環境下での酸化還元要素の析出 3の場合、防錆剤の塗布、又は散布時に使われる気体との反応 参考になれば幸です。 ガラス点移転についてですが少々話が長く、且つ煩雑になります。 タンタルやタングステンに代表される高融点材料及び、アルミ、バナジウム等 放電精製される以外の溶解精錬による金属素材は鉱炉投入時 ペレット、ビーズ、粉体、が代表的な形態と言えます。ここで注視するのは炉への 原料投入に伴い乾燥工程を経た原料がコンベア（主にスクリューコンベア）で 圧送される間（鉱炉の頂上迄）に酸化凝固、又は自重固着してしまうのを嫌い バインダーとして ＊アクリルニトリルや弗化ビニリデン等を混在させる例があります。 アクリルニトリルは７８０℃を超えれば炭化しますが弗化物に於いては硫化水素として 抜けますがある種の金属アトリウムとベンゼン基が残ります。 近年に見られる金型材料では入念にガス抜きされ有機物は 検出されない調質材として流通してますが金型調質材に限定して考えてください。 それ以外の鋼材はクロマトレベルですがベンゼン基を有する有機物が認められます。 アニールによる気化析出物の発生は学問的な検証や理論値での推測は盛んです。 ＊有機樹脂化学は専門外なのでご容赦願います。 瘤状黒鉛は上記の凝固防止に用いられた有機質が高温下で気化し取り残された後 圧延や予冷で構造境界を縫って染み出したCH -CH -の直鎖を持ちしたがって 常温大気中の酸素と結合容易な触媒ともいえます。 防錆は必ずしも油でない場合が想定される為以後、防錆油は防錆剤と同義とします。 大気との反応ですが散布の場合、防錆剤を圧縮気体を用いて容器から出て大気暴露した時に 生じる急激な減圧、特にCO2ガス等々が大気拡散してゆくと同時に大気中の様々な浮遊物を等量 取り込んでしまいます。又、塗布や浸漬の例では防錆剤メーカーによっては浸透圧を高めたり 水置換作用促進の目的で成分中にケロシンに似た成分が混合されているものが存在しこの場合 防錆剤が精製されてから経時に比例し水分を蓄えしまうと考えられます。が、防錆油に限定しては 比重の関係上水分は容器の底に行きますが使用時に撹拌してしまうかもしれませんね。 長文、まとまり無く恐縮です。 訂正 ナトリウムです 入力ミスでした
応力除去処理の雰囲気は窒素雰囲気でしょうか？ 窒素雰囲気の光輝処理であれば処理前後での錆びやすさはそんなに変わらないと思います。 処理中の雰囲気に水素を導入した場合は処理後の方が錆びやすくなります。 これはケニーさんの見解のとおりで安定していた酸化皮膜が還元されるからだと思われます。 しかし、防錆油浸漬を行っているのであれば3日もたたないうちに点錆が発生する事は考えにく事です。 錆の発生がどの工程で発生しているか確認されたほうがよいのではないでしょうか？
お礼
鍛治屋さん、アドバイス有り難うございます。 熱処理加熱中の雰囲気ですが、ＮＸガスであります。成分はＣＯ２が０．０５％、ＣＯが１．８％、Ｈ２が１％、残りがＮ２ガスとなります。 若干の還元性ガス雰囲気です。 錆の核は、処理前から製品表面に付着している、プレス加工油の劣化（ポリマー化）、異物（ゴミ）等の影響と考えます。 プレス加工油が温度、紫外線等の影響でポリマー化されたものは、真空洗浄（蒸気洗浄）では除去されません。 熱処理後は、油がポリマー化しているところは、黒く変色しております。 錆発生の要因は、熱処理後の鉄の活性化した表面にある、この錆の核が問題と思うのですが。
お礼
Bunnyさん、ご見解、大変有り難うございます。 仰るように、小生も熱処理後の影響よりも、熱処理前の影響の方が大きいと考えております。 今問題になっておりますのが、点さびと共に、プレス加工油の黒い焼け付きが梅雨から夏場に掛け発生して困っております。 この要因は、プレス加工油（硫黄系極圧添加剤を主成分とした塩素フリータイプの塑性加工用潤滑剤）が温度・湿度・紫外線等の影響で変質（グリス状にポリマー化）し、石油系の真空蒸気洗浄では脱脂しきれずに、熱処理後に黒く焼け付くと推定しております。 Bunnyさんのご見解にで、判らない点を以下に記述いたします。 １．『母材のガラス転移点の前後１５パーセント』とはどういうことでしょうか。 【Wikipedia】ガラス転移点を持つ代表的な物質には、合成樹脂や天然ゴムなどの高分子、昔から知られたケイ酸塩のガラスがある。 と言うことですが、プレス加工油に含まれる硫黄が関係するのでしょうか。 ちなみに熱処理は５３０℃ｘ３ｈｒ加熱します。 ２．炉内雰囲気の圧力（炉圧）は負圧にはなっておりません。 ３．母材はＡ１変態点温度以下の処理で応力除去焼きなましなので、残留オーステナイトは発生しないと思います。 瘤状炭化物との防錆油反応とは？ 防錆剤の塗布、又は散布時に使われる気体との反応とは？ ⇒ 防錆油と大気との関係でしょうか。 ちなみに防錆方法は、当初は噴霧でしたが現在は浸漬しております。 お時間をを掛けて頂き、大変恐縮致します。 もう少しアドバイスをして頂けましたら、幸いであります。 Bunnyさん、ご丁寧なご説明有り難うございます。貴重な時間を割いて頂いた事に、大変感謝いたします。 ご教授して頂いたことも踏まえて、原因究明に繋げていきます。 これからも、宜しくお願い致します。