高周波焼き戻し時間と組織変化

Question

熱処理初心者です　よろしくお願いいたします。
浸炭後、高周波で焼き戻ししている10mm円柱材（SCM420H）があります
熱処理条件は不明なので、一般的な条件化で教えて頂きたいのですが、　　?高周波焼き戻しの処理時間を５秒位づつ長くしていくと浸炭処理部分　　及び、内部の組織はどのように変化していくのでしょうか？
又、?HVでの硬度分布は端面･中間･芯部でどのように変化しますか？
当方で、ある製品の硬度分布を測定したら端面･芯部は450HV位で中間部分で700HVと山形状の分布となりました。
?当方では焼戻していた時間が長かったと推測したのですが他の要因が
ありますか？　　以上　　教えてください。

Answer

ご丁寧なお礼をいただきありがとうございます。
　さて、ご質問ですが、これにお答えするには、「熱履歴(前熱処理の条件や状態など)」、「材質」、「ミクロ組織の状態(結晶粒度や析出物の状態など)」、「被処理物の形状や寸法」、「加熱コイルの形状」、「その他」が分からないと決定できません。
　仮定すればある程度の回答は可能なのでしょうが、一般的なものは業界でもオープンなものはあまりなく、各社様のノウハウや経験の中で培われており、企業秘密に属するものです。
　御社内で経験値が浅く、難しいのであれば、日本熱処理技術協会さんや日本エレクトロヒートセンターさんなどから、公設か学術的な研究機関を紹介してもらうか、共同研究か有償かで老舗の企業さんに指導を仰ぐかなどもお勧めです。
　回答になっておらず恐縮です。

Answer

まず、戻し前の熱処理条件と状態が分かればもっと明確に回答できるかとは思いますが、参考になればと思い回答させていただきます。

?高周波加熱も表皮効果でしか加熱されませんので、内部へは熱伝導でしか働きません。したがって、表面温度を一定に保持していると仮定すれば、時間の因子により内部温度が次第に上昇し、より焼き戻し効果が深くなる、と考えられます。
?例えば前熱処理で硬化深度が3mmだったとして、戻し深さが1.5mmであれば、そのようになるのは良くあることだと思います。戻し後の硬さ仕様がいくつなのか分かりませんが、適正な戻し温度で行っているか、を見直してはいかがでしょうか。また、注意としては、高周波加熱では加熱の最高温度は、外気に直接触れる最外表ではなく、加熱周波数にもよりますが、少し中に入ったところになります。戻し感受性の高い材料を使用されているようでしたら、戻し温度の適正化について良く把握すべきかとも思います。
?したがって、高周波戻しでは、温度・加熱周波数・時間の3要因が常にからみ合っていますので、現状の状態を良く捉え、解析されることをお勧めします。
私どもでも同じようなことが良く起こります。経験を積み、良い対策がなされることを期待します。頑張ってくださいね。

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