浸炭

浸炭現象とは、鋼の表面層の炭素濃度を高くする熱処理のことを指します。鋼は、含まれる炭素の量が多いほど硬くなるという性質があります。しかし、硬くなる一方で、もろくなってしまうという欠点も併せ持っています。つまり、鋼全体を硬くしてしまうと、外部からの衝撃に耐えられなくなってしまうことがあるのです。そこで、表面だけを硬くする浸炭処理が有効な手段となります。この処理は、炭素含有量の少ない鋼を、摩擦による摩耗に耐える部品などに用いる際に特に効果を発揮します。具体的には、浸炭処理はいくつかの方法で行われます。一つは、木炭の粉末に鋼を埋め込んで加熱する方法です。木炭に含まれる炭素が鋼の表面に浸透し、表面層の炭素濃度を高めます。もう一つは、炭素と水素から成る気体の中で加熱する方法です。この気体と鋼が反応することで、表面に炭素が取り込まれます。さらに、青酸ナトリウムなどを溶かした液体に浸す方法もあります。高温の液体に浸すことで、鋼の表面層に炭素が浸透していきます。このようにして表面層の炭素濃度を高めることで、表面は硬くなり、摩擦による摩耗への耐性が向上します。一方、内部はもとの炭素の少ない鋼のままで、粘り強さを保つことができます。つまり、浸炭処理によって、表面は硬く、内部は粘り強いという理想的な状態を実現できるのです。この特性により、浸炭処理は、歯車や軸受など、高い強度と耐摩耗性が求められる部品に広く用いられています。