さまざまな熱処理プロセス（焼きなまし、溶体化処理、時効処理）がニッケル基合金の硬度をどのように制御するか{0}}
1. アニーリング: 合金を軟化させて硬度を下げる
基本原則
硬度への影響
- 冷間加工されたニッケル - ベースの合金 (例: - 冷間圧延インコネル 625 シート) の場合、焼鈍により転位の蓄積が消去されて加工硬化が除去され、その結果、硬度が大幅に低下し、延性が増加します。
鋳造ニッケル - ベースの合金の場合、焼鈍により樹枝状偏析と残留応力によって引き起こされる硬度が低下し、合金の機械加工が容易になります。
例: 冷間加工された - インコネル 718 の硬度は約 320 HB です。 980℃で1時間焼鈍し、その後炉冷すると、硬度は約190 HBに低下します。
2. 溶体化処理: マトリックスを均質化して硬度のベースラインを設定する
基本原則
硬度への影響
- 鋳造または冷間加工された - 状態と比較して、溶体化処理は粗くて脆い第 2 相を溶解し、マトリックスを均質化することにより硬度を低下させます。たとえば、- 鋳造インコネル 718 の硬度は約 250 HB ですが、1065°C で 1 時間の溶体化処理と水焼入れの後、硬度は約 210 HB に低下します。
焼きなまし状態と比較して、溶体化処理された合金 - は硬度がわずかに高くなります。これは、過飽和固溶体の格子歪みが、焼きなまし中の徐冷によって形成された平衡マトリックスよりも高いためです。
溶体化処理だけでは、析出硬化性ニッケル - 基合金 - の硬度を最大化することはできません。後の強化のために微細構造を準備するだけです。
3. 時効処理: 硬度を最大化するための強化相の析出
基本原則
硬度への影響
溶体化処理 - で処理されたインコネル 718 の場合、- 段階の 2 段階時効処理 (720 °C で 8 時間、炉を 8 時間 620 °C まで冷却し、その後空冷) を行った後、その硬度は約 210 HB から 210 HB まで急激に増加します。360～400HB.
時効中の硬度の変化は典型的な傾向に従います。初期段階で急速に増加し（析出物が核形成して臨界サイズに成長するにつれて）、析出物が細かく均一に分布するとピークに達し、その後、析出物が粗大化して転位 - の固定能力を失うにつれて減少（過時効）します。
非 - 析出 - 硬化性ニッケル - ベースの合金 (たとえば、- 固溶体強化合金であるインコネル 600) の場合、析出する強化相がないため、時効は硬度にほとんど影響を与えません。その硬さは主に溶体化処理と冷間加工によって決まります。
4. プロセスの組み合わせによる相乗効果
溶体化処理＋時効処理: 析出硬化性ニッケル - ベースの合金の最も一般的な組み合わせ。許容可能な靭性を維持しながら最高の硬度と強度を達成できます。
焼鈍+冷間加工+溶体化処理: 合金の粒度を調整するために使用されます。固溶化処理前の冷間加工の程度を調整することで硬度を制御できます。
