{
    "slug": "heat-treatment-conditions",
    "title": "CNC合金の熱処理と調質（テンパー）条件",
    "description": "CNC合金の調質条件：温度別の鋼の焼入れ焼戻し硬さ、6061-OからT651、7075-T73、17-4PHのH900からH1150とNACE制限。",
    "lang": "ja",
    "tables": [
        {
            "caption": "炭素鋼・合金鋼 — 熱処理プロセスと代表的硬さ",
            "columns": [
                "プロセス",
                "働き",
                "代表的な硬さ",
                "代表的な用途",
                "適用規格"
            ],
            "rows": [
                {
                    "プロセス": "Annealing",
                    "働き": "臨界温度以上またはその近くまで加熱し、炉内で非常にゆっくり冷却して軟化と応力除去を行う",
                    "代表的な硬さ": "160–217 HB (grade-dependent)",
                    "代表的な用途": "機械加工用素材、冷間成形、再焼入れ前の応力除去",
                    "適用規格": "GB/T 16923; ASTM A29; SAE J412"
                },
                {
                    "プロセス": "Normalizing",
                    "働き": "Ac3/Acmより30–50 °C高く加熱し、静止空気中で冷却して結晶粒を微細化し組織を均質化する",
                    "代表的な硬さ": "187–300 HB (grade-dependent)",
                    "代表的な用途": "大型鍛造品、焼入れによるひずみが懸念される構造部品",
                    "適用規格": "GB/T 16923; ASTM A29"
                },
                {
                    "プロセス": "Quenching + tempering",
                    "働き": "オーステナイト化して水または油でマルテンサイトまで焼入れし、Ac1以下に再加熱して応力除去と硬さ調整を行う",
                    "代表的な硬さ": "24–57 HRC (depends on tempering temperature)",
                    "代表的な用途": "完成した機械部品：シャフト、歯車、締結具",
                    "適用規格": "GB/T 16924; ASTM A29"
                },
                {
                    "プロセス": "Quench and high temper (Q&T)",
                    "働き": "焼入れ後、500–650 °Cで高温焼戻しを行い、強度と靭性のバランスに最も優れる焼戻しソルバイトを生成する",
                    "代表的な硬さ": "28–34 HRC (common supply band)",
                    "代表的な用途": "交互荷重を受けるコンロッド、ボルト、歯車、シャフト",
                    "適用規格": "GB/T 16924; GB/T 7232"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "焼鈍状態と焼ならし状態の1045鋼では、それぞれどの程度の硬さが期待できますか？",
            "columns": [
                "状態",
                "引張強さ（MPa）",
                "耐力（MPa）",
                "伸び（%）",
                "硬さ",
                "出典"
            ],
            "rows": [
                {
                    "状態": "Hot-rolled / annealed",
                    "引張強さ（MPa）": "565 (typical hot-rolled)",
                    "耐力（MPa）": "310",
                    "伸び（%）": "16",
                    "硬さ": "163 HB; annealed band 160–200 HB",
                    "出典": "S21 / S22 / S5"
                },
                {
                    "状態": "Normalized",
                    "引張強さ（MPa）": "640",
                    "耐力（MPa）": "410",
                    "伸び（%）": "22",
                    "硬さ": "187 HB",
                    "出典": "S6 / S5"
                },
                {
                    "状態": "Quenched and tempered",
                    "引張強さ（MPa）": "—",
                    "耐力（MPa）": "—",
                    "伸び（%）": "—",
                    "硬さ": "220–290 HB",
                    "出典": "S5"
                },
                {
                    "状態": "As-quenched (water, surface)",
                    "引張強さ（MPa）": "—",
                    "耐力（MPa）": "—",
                    "伸び（%）": "—",
                    "硬さ": "55–60 HRC",
                    "出典": "S5"
                },
                {
                    "状態": "Flame / induction hardened (surface)",
                    "引張強さ（MPa）": "—",
                    "耐力（MPa）": "—",
                    "伸び（%）": "—",
                    "硬さ": "55–58 HRC, case depth 1.5–5 mm",
                    "出典": "S5"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "4140はプリハードン（調質）状態でどのくらいの硬さで供給されますか？",
            "columns": [
                "状態 / 焼戻し温度",
                "引張強さ（MPa）",
                "耐力（MPa）",
                "伸び（%）",
                "硬さ",
                "出典"
            ],
            "rows": [
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "Annealed",
                    "引張強さ（MPa）": "~655",
                    "耐力（MPa）": "~415",
                    "伸び（%）": "25",
                    "硬さ": "197–217 HB",
                    "出典": "S4"
                },
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "Normalized",
                    "引張強さ（MPa）": "~1,020",
                    "耐力（MPa）": "~650",
                    "伸び（%）": "17",
                    "硬さ": "250–300 HB",
                    "出典": "S4"
                },
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "As-quenched (oil)",
                    "引張強さ（MPa）": "—",
                    "耐力（MPa）": "—",
                    "伸び（%）": "—",
                    "硬さ": "55–60 HRC",
                    "出典": "S4"
                },
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "Q&T at 205 °C",
                    "引張強さ（MPa）": "~2,000",
                    "耐力（MPa）": "~1,600",
                    "伸び（%）": "8",
                    "硬さ": "52–57 HRC",
                    "出典": "S4"
                },
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "Q&T at 315 °C",
                    "引張強さ（MPa）": "~1,700",
                    "耐力（MPa）": "~1,450",
                    "伸び（%）": "10",
                    "硬さ": "45–50 HRC",
                    "出典": "S4"
                },
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "Q&T at 425 °C",
                    "引張強さ（MPa）": "~1,400",
                    "耐力（MPa）": "~1,250",
                    "伸び（%）": "12",
                    "硬さ": "38–42 HRC",
                    "出典": "S4"
                },
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "Q&T at 540 °C (standard HT)",
                    "引張強さ（MPa）": "1,000–1,100",
                    "耐力（MPa）": "850–950",
                    "伸び（%）": "18",
                    "硬さ": "28–32 HRC",
                    "出典": "S4"
                },
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "Q&T at 650 °C (high ductility)",
                    "引張強さ（MPa）": "~850",
                    "耐力（MPa）": "~700",
                    "伸び（%）": "22",
                    "硬さ": "24–28 HRC",
                    "出典": "S4"
                },
                {
                    "状態 / 焼戻し温度": "Pre-hardened as-supplied",
                    "引張強さ（MPa）": "—",
                    "耐力（MPa）": "—",
                    "伸び（%）": "—",
                    "硬さ": "28–34 HRC",
                    "出典": "S4"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "焼入れ直後、焼戻し前の鋼はどのくらい硬いですか？",
            "columns": [
                "鋼種",
                "焼入れ媒体",
                "焼入れまま（HRC）",
                "焼戻し後の実用硬さ",
                "注記"
            ],
            "rows": [
                {
                    "鋼種": "1045",
                    "焼入れ媒体": "Water",
                    "焼入れまま（HRC）": "55–60",
                    "焼戻し後の実用硬さ": "220–290 HB (Q&T)",
                    "注記": "焼入れ性の浅い炭素鋼。大きな断面では中心部が軟化する"
                },
                {
                    "鋼種": "4140",
                    "焼入れ媒体": "Oil",
                    "焼入れまま（HRC）": "55–60",
                    "焼戻し後の実用硬さ": "28–32 HRC (tempered at 540 °C)",
                    "注記": "焼入れ性の深いCr-Mo合金鋼。大きな断面にはこちらを選ぶ"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "焼入れ焼戻し（調質）とは何を意味し、なぜ指定されるのですか？",
            "columns": [
                "鋼種",
                "Q&T供給帯域",
                "焼入れのみ",
                "焼戻しの理由"
            ],
            "rows": [
                {
                    "鋼種": "1045",
                    "Q&T供給帯域": "220–290 HB",
                    "焼入れのみ": "55–60 HRC (water)",
                    "焼戻しの理由": "焼戻ししていないマルテンサイトは使用中に割れる。焼戻しは硬さを制御された範囲で犠牲にして靭性を取り戻す"
                },
                {
                    "鋼種": "4140",
                    "Q&T供給帯域": "28–34 HRC pre-hard",
                    "焼入れのみ": "55–60 HRC (oil)",
                    "焼戻しの理由": "500–650 °Cの高温焼戻しで焼戻しソルバイトを生成する。シャフトや歯車がこの状態で指定される"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "6061-T6は6061-Oに比べてどのくらい強いですか？",
            "columns": [
                "合金・調質",
                "引張強さ MPa（ksi）",
                "耐力 MPa（ksi）",
                "伸び（%）",
                "硬さ（HB）",
                "出典"
            ],
            "rows": [
                {
                    "合金・調質": "6061-O",
                    "引張強さ MPa（ksi）": "125 (18)",
                    "耐力 MPa（ksi）": "55 (8)",
                    "伸び（%）": "25–27",
                    "硬さ（HB）": "30",
                    "出典": "S7 / S8"
                },
                {
                    "合金・調質": "6061-T4 / T451",
                    "引張強さ MPa（ksi）": "240 (35)",
                    "耐力 MPa（ksi）": "145 (21)",
                    "伸び（%）": "22",
                    "硬さ（HB）": "65",
                    "出典": "S7 / S8"
                },
                {
                    "合金・調質": "6061-T6 / T651",
                    "引張強さ MPa（ksi）": "310 (45)",
                    "耐力 MPa（ksi）": "276 (40)",
                    "伸び（%）": "12–15",
                    "硬さ（HB）": "95",
                    "出典": "S7 / S8"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "6061-T651は6061-T6より強いですか？",
            "columns": [
                "調質",
                "プロセス",
                "機械的特性の差",
                "適用規格",
                "出典"
            ],
            "rows": [
                {
                    "調質": "O",
                    "プロセス": "完全焼鈍 — 加熱してゆっくり冷却し、最も軟らかい状態にする",
                    "機械的特性の差": "強度は最低、成形性は最高",
                    "適用規格": "ISO 2107; ASTM B209/B221",
                    "出典": "S14 / S19 / S7"
                },
                {
                    "調質": "T4",
                    "プロセス": "溶体化処理後、室温で自然時効",
                    "機械的特性の差": "中程度の強度、成形性はなお良好",
                    "適用規格": "ISO 2107; ASTM B209/B221",
                    "出典": "S14 / S15 / S7"
                },
                {
                    "調質": "T6",
                    "プロセス": "溶体化処理後、人工時効で最高強度まで上げる",
                    "機械的特性の差": "この合金で最高の強度",
                    "適用規格": "ISO 2107; ASTM B209/B221",
                    "出典": "S14 / S15 / S7"
                },
                {
                    "調質": "T651",
                    "プロセス": "T6に1–3%の伸長を加え、時効前に応力除去する",
                    "機械的特性の差": "強度はT6と同等。機械加工時の寸法安定性が向上",
                    "適用規格": "ISO 2107; ASTM B209/B221",
                    "出典": "S14 / S7 / S24"
                },
                {
                    "調質": "T73",
                    "プロセス": "溶体化処理後、二段時効で過時効とする",
                    "機械的特性の差": "強度はT6より低い。耐応力腐食性は大幅に向上。主に7xxx系",
                    "適用規格": "AMS 4078; ASTM B209; GB/T 3880",
                    "出典": "S9 / S2"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "T73調質とは何で、いつ選ぶべきですか？",
            "columns": [
                "適用基準",
                "引張強さ（MPa）",
                "耐力（MPa）",
                "伸び（%）",
                "硬さ",
                "出典"
            ],
            "rows": [
                {
                    "適用基準": "7075-T73 — ASM Handbook typical (bar / forging reference)",
                    "引張強さ（MPa）": "505",
                    "耐力（MPa）": "435",
                    "伸び（%）": "13",
                    "硬さ": "—",
                    "出典": "S1 / S2"
                },
                {
                    "適用基準": "7075-T73 — ASTM B209 / AMS 4078 plate, by thickness (spec)",
                    "引張強さ（MPa）": "460–475",
                    "耐力（MPa）": "385–390",
                    "伸び（%）": "5–8",
                    "硬さ": "126–140 HB",
                    "出典": "S9"
                },
                {
                    "適用基準": "7075-T6 — typical, for comparison",
                    "引張強さ（MPa）": "572 (83 ksi)",
                    "耐力（MPa）": "503 (73 ksi)",
                    "伸び（%）": "—",
                    "硬さ": "—",
                    "出典": "S7"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "17-4PHで最も強い標準時効条件は何ですか？",
            "columns": [
                "条件",
                "時効温度 / 時間",
                "引張強さ下限 MPa（ksi）",
                "耐力下限 MPa（ksi）",
                "伸び下限（%）",
                "硬さ",
                "シャルピーVノッチ（ft-lb）",
                "出典"
            ],
            "rows": [
                {
                    "条件": "H900",
                    "時効温度 / 時間": "482 °C (900 °F) / 1 h",
                    "引張強さ下限 MPa（ksi）": "1,310 (190)",
                    "耐力下限 MPa（ksi）": "1,170 (170)",
                    "伸び下限（%）": "10",
                    "硬さ": "≥40 HRC (typical 44)",
                    "シャルピーVノッチ（ft-lb）": "10–15 (low)",
                    "出典": "S3 / S23"
                },
                {
                    "条件": "H1025",
                    "時効温度 / 時間": "552 °C (1,025 °F) / 4 h",
                    "引張強さ下限 MPa（ksi）": "1,070 (155)",
                    "耐力下限 MPa（ksi）": "1,000 (145)",
                    "伸び下限（%）": "12",
                    "硬さ": "≥35 HRC (typical 38)",
                    "シャルピーVノッチ（ft-lb）": "35–45 (moderate)",
                    "出典": "S3 / S23"
                },
                {
                    "条件": "H1150",
                    "時効温度 / 時間": "621 °C (1,150 °F) / 4 h",
                    "引張強さ下限 MPa（ksi）": "930 (135)",
                    "耐力下限 MPa（ksi）": "725 (105)",
                    "伸び下限（%）": "16",
                    "硬さ": "28–33 HRC (typical 33)",
                    "シャルピーVノッチ（ft-lb）": "60–80 (high)",
                    "出典": "S3 / S23"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "17-4PHで最も靭性が高いのはどの条件ですか？",
            "columns": [
                "条件",
                "シャルピーVノッチ（ft-lb）",
                "伸び（%）",
                "硬さ",
                "最適用途"
            ],
            "rows": [
                {
                    "条件": "H900",
                    "シャルピーVノッチ（ft-lb）": "10–15 (low)",
                    "伸び（%）": "10",
                    "硬さ": "≥40 HRC",
                    "最適用途": "最高強度部品で、衝撃や極低温曝露のないもの"
                },
                {
                    "条件": "H1025",
                    "シャルピーVノッチ（ft-lb）": "35–45 (moderate)",
                    "伸び（%）": "12",
                    "硬さ": "≥35 HRC",
                    "最適用途": "汎用のバランス条件"
                },
                {
                    "条件": "H1150",
                    "シャルピーVノッチ（ft-lb）": "60–80 (high)",
                    "伸び（%）": "16",
                    "硬さ": "28–33 HRC",
                    "最適用途": "衝撃や極低温に接する部品。NACE適合の選択肢でもある"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "17-4PHはNACEのサワーガス環境で使用できますか？",
            "columns": [
                "条件",
                "規格硬さ",
                "NACE MR0175の判定",
                "注記"
            ],
            "rows": [
                {
                    "条件": "H900",
                    "規格硬さ": "≥40 HRC (typical 44)",
                    "NACE MR0175の判定": "Not qualified",
                    "注記": "33 HRCのサワーサービス上限を大きく超える"
                },
                {
                    "条件": "H1025",
                    "規格硬さ": "≥35 HRC (typical 38)",
                    "NACE MR0175の判定": "Conditional",
                    "注記": "ヒートごとの検証で実測硬さが33 HRC以下である場合に限り可"
                },
                {
                    "条件": "H1150",
                    "規格硬さ": "28–33 HRC (typical 33)",
                    "NACE MR0175の判定": "Compliant",
                    "注記": "サワーサービスでの標準的な選択"
                }
            ]
        }
    ]
}