ＳＵＳ４２０Ｊ２焼入れ後の錆対策について

Question

SUS420J2の板材を真空焼入れを行いHRC40～50ほどに行なって、裏表のみ研削加工を施しました。
その製品を水につけていた所研削してない面に錆が発生してしまいました。
その錆を発生させない。または錆を防ぐ方法何かあればご教授下さい。

また、錆に関して、研削面と切削面とを比較した場合、研削面より切削面の方が錆び易いとも聞いた事があります。それは本当なのでしょうか？また理由も解る方いたら教えて下さい。

よろしくお願いします。

Accepted Answer

マルテンサイト系ステンレスの耐食性には、焼入れ時の注意点以外に、焼き戻し時の注意点もあります。

４７５℃付近には脆性と耐食性を低下させる領域なので、焼き戻しは厳禁であります。
焼入れ温度にもよりますが、ＨＲＣ４０～５０というのは、この領域で焼戻しを行なっていないでしょうか？

熱処理屋に確認されることをお勧めします。

以下は、文献からの抜粋です。

マルテンサイト系ステソレス鋼の場合にも,ある焼もどし温度で耐食性が著しく悪くなるが,この理由は炭素鋼の場合とすこしちがう。約1000℃から焼入れしたクロム・ステンレス鋼を100～1000℃で焼もどししたときの耐食性を含む諸性質の変化は図に示したようである。この鋼を焼入れした状態ではマルテンサイト組織で,最も硬く,靭性は低いが耐食性はよい。これは組織が均一で,クロムの固溶量も大きいからで,炭素量が0.3%以上のものでは鉄-クロムの炭化物の相も含むが,炭化物は一般に耐食性良く,全体の耐食性を悪くすることはない。これを焼もどす場合,温度が約370℃以下ではひずみが除かれる程度で,組織は変らず,耐食性にも影響しないが,それ以上の温度になるとマルテンサイトが分解してフェライトと鉄炭化物粒子とになり,さらにこの炭化物とクロムを固溶したフェライトとが反応して鉄-クロームの複炭化物をつくり,このため炭化物の近くのフェライトはクロム畳が減少して耐食性が極めて悪くなる。したがって高炭素のものの方が低炭素のものよりこの耐食性劣化現象は著しくあらわれる。
540℃以上では炭化物が漸次凝集して,硬さは落ち,靭性は急増すると同時に,炭化物付近のフェライト中のクロムの欠乏は他の部分からの拡散により補われるので耐食性は徐々によくなるが,高炭素のものではその回復は低炭素のものに比べて著しく遅い。これは炭化物の最が多いとフェライトに固活したまま残されるクロムの値がすくなくなることが原因である。
焼もどし温度が800℃以上になり変態点をこえると,再び焼きが入り,硬化する。耐食性も旧に復すが,完全に焼入状態にもどるのは1000℃以上である。

追記します。
カテゴリーを表面処理、熱処理、さび止めを追加されてはどうでしょうか。

回答者の範囲が増え、解決につながる可能性が広がると思います。

Answer

真空炉を使う焼入れには留意点があるとの報告があります。
SUS420J2の焼入温度は950～1050℃。

http://www.aichi-inst.jp/other/up_docs/z_no14_02.pdf
真空炉では、冷却をガス吹き込みで行うことがある。これは油冷より冷却速度が遅くなり、補うため焼入温度を高めにする。その違いは硬さでは判別出来ないが、組織を観察するとクロム炭化物が偏析する異常な組織になることがある。

http://homepage1.nifty.com/seas/database/heat/vacume.htm
真空炉で、真空度を上げるとクロムが蒸発しやすい。
　『鉄鋼材料に含有する合金元素の中では、比較的蒸気圧の高いMnとCrの蒸発が良く問題になる。
　SUS420J2を真空焼入れすると、表面に蒸気圧の高い元素が集中している結晶粒界が明確に観察
　され、しかも溝状にえぐられている。この現象は蒸気圧の高い元素の蒸発によって生じるもの
であり、加熱温度が高いほど、また加熱時圧力が低いほど顕著である』

いずれも耐錆性を妨げる現象です。
それが起きてないのか処理屋さんに確かめることは必要でしょう。

焼入れは正常であっても、表面の酸化膜は本来の性質より劣り、錆びやすいことは、SUS440Cで経験しました。
切削して焼入れたままと研削したものとの違いはこれでしょう。
それにしても水を研削液に置換えれば、滅多には錆びませんが

マルテンサイト系はクロムが炭化クロムになって硬さに寄与してしまうので、錆を防ぐ作用が強い酸化クロムの膜が脆弱で補強しにくいからオーステナイト系より劣るのは本質的で仕方ないですが。

Answer

ステンレスは酸素に触れていないと錆びます

つhttp://www.nakano-acl.co.jp/fudo/fudotai.html

SUS420J2焼入れ後の錆対策について