第06回英文輪読
'アルデル'訳
鉄の透磁率は急激に1に低下して、770度のキュリー温度で、強磁性がなくなるとき。δがミリで、関係はおよそ δ＝ルートｆ分の20 20度で δ＝ルートｆ分の500 800度で fは周波数Hzである。通常では、３ｋHzと５００ｋHzの間の周波数は深さ0.5から5mmの硬化層の生成をするために使用されていて、入力電力密度（単位表面積当たりの電力）が約20Wmm＾−2で。図8.2は深さのおおよその範囲とプロセス温度を示している、鋼の火炎硬化と高周波焼き入れの両方における。 レーザ硬化では、赤外線ビームは、高出力（0.5から15ｋW）の炭酸ガス連続レーザから、鋼の表面に照射する
'清野'訳
原則として，高炭素濃度の鋼は変態硬化後の硬度を最大にするために望ましいが，実際には他の要因が組成を制限する．0.5%以上の炭素含有量は硬化層に低い靭性をもたらし，また焼割れを起こしやすくさせる．一方で，(0.3%以下の)低炭素含有量はマルテンサイト形成のために，火炎焼入れおよび高周波焼入れでは達成できない非常に高い冷却速度（400K/s 以上）を必要とする．これらの理由で，この2つのプロセスは通常0.4~0.5%と狭い範囲の炭素含有量の鋼でしか適用されない．合金鋼は普通炭素，および適切なマトリックス組成をもつ鋳鉄と同様に使用されることがある．
'馬場'訳
炎焼入れと高周波焼入れは確立された方法だが、レーザや電子ビーム焼入れはより最近のもので、より専門性が高く、初期投資も大きい。ただし、後者の2つのプロセスはいくつかの独自の特徴を持っている。これらは、低炭素鋼を硬化させることができ、バルク加熱とそれに伴うゆがみが無く、プロセスは精密に制御された領域に選択的に適用できる。 8.2.2表面溶融 成分を変えずに表面特性を改善するさらなる方法では、材料を局所的に溶融させて再固化させることにより液固相変態を利用している。
'吉田'訳
炎焼入れと高周波焼入れの両方で、外部焼入れ剤はオーステナイト化後にワークを冷却するのに使用される。通常は水噴射または水浴で冷却される。硬質層の深さは加熱の速度と方法による。通常、0.25mm〜6mmの深さは両方の方法で達成できる。加熱の原因となる高周波渦電流が「表皮効果」によってワークの表面に局所化されるため、誘導加熱によって深さのより良い制御が達成される。交流電流が通る深さδは、その周波数fと温度にも依存し、温度はワーク材料の透磁率μと抵抗率ρの両方に影響する。表皮の深さδはこれによって与えられる。δ＝(ρ/πμf)^(1/2) (8.1)
'秋澤'訳
コーティング（例えば、グラファイト、酸化鉄またはさまざまなリン酸処理）は通常、表面に適用される。その赤外線の吸収を高めるためにその光線は直径1〜2mmの点を生成するように集中される。鏡を用い、また、製品を動かすことによってその点を望み通りのパターンで表面を移動させることが出来る。大きな領域ではラスターパターンでビームをスキャンすることで処理される。レーザービームが表面上のポイントを通過すると、最初に急速に加熱され（最大106ケルビン毎秒の速度で）それから周囲や下にある用具への熱伝導によって冷却される。伝導による冷却速度は非常に高い（通常10４ケルビン毎秒以上）ので外部への焼入れは必要ない。図8.3は変態硬化が発生しない場合の電力密度と加熱時間の範囲を示している。
'福島'訳
トライボロジーの応用のための表面工学の利用には共通の2つの目的がある。表面材料の摩耗体制を向上させることと、その摩擦挙動を修正することである。いくつかの場合ではそれらは共に達成される。図8.1は表面工学で使われる方法の範囲をまとめている。表面材料の微細構造は変態硬化や溶解後の急速凝固のようにその組成を変えることなく選択的に修正できる。あるいは組成や微細構造をどちらも変えてもよい。これはしばしば異なる化学的な種の表面への熱強化された拡散によって達成される。これらの方法によって引き起こされ得る組成や微細構造の変化は必然的に制限され、多くの目的に対して完全に異なる材料のコーティングが適用される。
'最上谷'訳
その方法は原則として、適切な相変態を示す材料に限定されている、そして実際には、鉄合金にのみ適用される。 この方法によって達成できる最大硬度後述するように控えめである。でもそれは、迅速かつ実施することが比較的簡単である。変態効果は、歯車の歯、カムシャフトやクランクシャフト、カッターブレード、そして様々な軸受け面としてトライボロジー部品に広く使われる。 変態硬化に使われる熱源は、影響を受ける材料の深さと硬化層の特性を決定する。 一般的な方法としては、オキシアセチレンや沖氏プロパンの火炎（火炎硬化）や高速波電気誘導加熱（誘導硬化）が用いられている。ところが、新しい方法がつい最近レーザーや電子ビームを用いて開発されている。
'兼田'訳
もし出力密度が増加（例えば、より鋭くビームを照射することで）また加熱時間が長くなった時、表面融解が起こるだろう：ここで紹介する工程はセクション8.2.2で簡潔に述べられている。レーザー焼入れでかかった高い出力密度と低い加熱時間は高温で浅い焼入れを起こす（図8.2参照）。より高い温度は、燃焼または高周波焼き入れよりも炭化物のより速やかな溶解をもたらす。レーザー焼き入れに対して電子ビーム焼き入れは多くの点で似ている。入力されたエネルギーは、直径約3 mmに集束された電子ビームによって供給され、レーザー加工で使用されるのと同じようなパワー密度（1〜10 kW/cm - 図8.3参照）を与える。
'廣川'訳
もし凝固が速いならば、その過程により微細構造の均質化と微細化が発生する。また多くの場合つながる。過飽和と非平衡層の形成、さらにはガラス形成に。適切な材料での。局所的な表面溶融と急速な冷却速度を生み出すためには、高い入力電力密度が必要である。これは通常、レーザーまたは電子ビーム加熱によって達成される。上記のように。非消耗電極を使用した電気アーク溶接方法、（例えばタングステンイナートガス、TIG）も使用できる。
'今野'訳
ビームは電磁偏向によって表面上を移動し、ワークピースも移動して目的の領域を処理できる。 電子ビームプロセスは、吸収を高めるために表面コーティングが必要ないという点と、適度な真空（1〜10 Paの圧力）で実行する必要があるという点で、レーザー硬化とは異なる。最大約2 mmの硬化深さを実現できる（図8.2を参照）。 普通炭素鋼は炭素含有量によって異なります。 低合金鋼の合金化添加により、通常は100 HVまでの硬度のさらなる穏やかな増加が生じる可能性がある。
'本田'訳
この章では、図8.1で概説した表面工学の全ての方法を検討します。多くは金属のみに適用可能であり、一部は鋼のみに適用可能ですが、その他のものはポリマーやセラミックにも適用できます。構造または基盤組成のいずれかまたは両方の変更を伴う方法と、完全に異なる材料のコーティングがなんらかの方法で適用される方法との間には、大きな違いがあります。これら二種類の方法を順に扱っていきます。 8.2.1変態硬化 確かに、軟質炭素鋼材料の表面に硬質材料の領域を生成する最も簡単な方法は、変態硬化によるものです。そこでは、加熱によって、表面材料は急速かつ選択的にオーステナイトに変質し、次に焼入れしてマルテンサイトを形成し、その後焼戻しします
'高内'訳
レーザーおよび電子ビーム硬化における自己急冷によって生成される急速な冷却は、形成されるマルテンサイトの硬度は高くはないが、炭素含有量の低い鋼を十分に硬化できることを意味する(図8.4を参照)。急速冷却速度のもう一つの特徴は、硬化層にオーステナイトが保持されることで、それは炭素含有量の高い鋼でより一般的になる。セクション6.3.3で見たように、残留オーステナイトは耐摩耗性の向上につながる。すべての変態硬化プロセスはプロセス時間が短いという特徴があり、表面の小さな領域の局所処理にある程度適している。いずれも硬化可能な材料の範囲、および製造可能な最大硬度に制限がある。