焼なましと焼ならしの違い:冷却・組織・硬さ・使いどころを比較
焼なましと焼ならしは、どちらも鋼を加熱して組織を整える処理で、亜共析鋼では加熱温度もほぼ同じ(A3点より数十℃高い温度)です。大きな違いは冷却で、焼なましは炉の中でゆっくり冷やして鋼を軟らかくし、焼ならしは炉から出して大気中で冷やし、細かく均一な組織にします。そのため焼ならしのほうがやや硬く強くなります(S45Cの焼ならし材は、技術資料の参考値で引張強さ570 N/mm²以上、HB 167〜229)。切削や冷間加工のために軟らかくしたいなら焼なまし、鍛造や圧延のあとの粗い組織を整えて強さと靭性を戻したいなら焼ならしを選びます。
| 項目 | 焼なまし | 焼ならし |
|---|---|---|
| 目的 | 軟らかくして、切削や冷間加工をしやすくする。加工硬化や残留応力を除く。種類が多く、目的ごとに条件が違う | 鍛造・圧延・鋳造で粗く不均一になった組織を、細かく均一な「標準状態」に戻し、強さと靭性を回復させる |
| 加熱温度(炭素鋼) | 完全焼なましは、亜共析鋼でA3点より約30〜50℃高い温度。球状化焼なましはA1点(727℃)付近、応力除去焼なましはA1点以下 | 亜共析鋼はA3点、過共析鋼はAcm点より約40〜60℃高い温度で、オーステナイト一相にする |
| 冷却 | 炉の中でゆっくり冷やす(炉冷)。そのぶん炉を長い時間使う | 炉から出して大気中で冷やす(空冷)。炉冷より速い |
| できる組織(亜共析鋼) | フェライトと粗いパーライト。球状化焼なましでは、セメンタイトが粒状に丸くなった球状化組織 | フェライトと細かいパーライト。結晶粒も細かくなる |
| S45Cの硬さ(参考値) | 焼ならし材より軟らかい。代表値は資料によって幅があるので、必要なら硬さの上限を指定して確かめる | HB 167〜229(技術資料の参考値。保証値ではない) |
| 強さと靭性 | 強さは下がり、延性が大きくなる。被削性と成形性を確保するための状態 | 焼なましより強く、靭性もよい。S45Cの焼ならし材は、引張強さ570 N/mm²以上、降伏点345 N/mm²以上(参考値) |
| 加工硬化した材料に行ったとき | 再結晶温度以上に加熱すると、回復と再結晶で軟化し、延性が戻る。冷間加工の途中の中間焼なましに使う | オーステナイトに変態させてから冷やすので、加工でできた組織は新しい結晶粒に置き換わる |
| 後の工程との関係 | 切削・冷間鍛造・プレスの前に行うことが多い。工具鋼や軸受鋼は、球状化焼なましをしてから削る | 鍛造した中間品を削りやすくし、組織をそろえるために、切削や焼入れの前に行うことが多い。焼ならしで仕上げる製品は少ない |
| 部品の大きさの影響 | もともと炉の中でゆっくり冷やすので、部品の太さによる冷え方の違いは空冷より小さい | 空冷の速さは部品の太さで変わり、太い部品ほどゆっくり冷えるので、細い部品より強さや硬さが低めになることがある |
| 別のよび方 | 焼鈍(しょうどん)。英語では annealing | 焼準(しょうじゅん)。英語では normalizing |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。