01 加熱温度と冷却速度

機械構造用綱は、A₃変態点より30~50℃位高温にしてオーステナイト状態にしてから徐冷すると、フェライトと層状パーライトの均一な組織が得られます。加熱温度は、高くなるほど結晶粒が粗大化しますから、必要以上の高温にすることは、靱性が低下するなどの機械的性質の点で好ましくありません。

加熱保持時間は肉厚25mmについて40分位が適しており、得られる硬さは、冷却速度が速いほど硬くなります。ちなみに、機械構造用炭素鋼の場合は一般的な炉冷で十分ですが、機械構造用合金鋼の冷却速度は20℃/h以下にします。

02 金属組織

完全焼なまししたときの金属組織は、各綱種の平衡状態にほぼ準じて変化しますから、機械構造用炭素鋼であれば、パーライトの占有率から炭素含有量を推定することもできます。

上記のように、明らかに炭素含有量が多いほどパーライトの占有率が大きいことが分かります。

共析綱であるSK85の完全焼なまし組織は100%パーライトであり、1%以上の炭素を含有するSKS3の場合は、パーライトの他に結晶粒界に沿った初析セメンタイト(Fe₃C)が析出します。ただし、このような多量のパーライトの存在は、焼入れ時に炭素の過剰固溶の原因となり脆化しますから、市販のSK材やSKS材の場合は完全焼なましすることはありません。

03 高合金鋼

高合金鋼であるダイス鋼、高速度工具鋼、マルテンサイト系ステンレス綱などの焼なまし温度は、下記表に表すように、通常850℃位で行い、加熱保持時間は機械構造用鋼の1.5倍位必要です。さらに、焼入性が非常に良いため、冷却速度は10℃/h以下にする必要があり、通常の焼なましでは長時間を要するため、等温焼なましが適用されています。等温焼なましとは、等温変態(TTT)を利用した焼なまし法です。