第08回英文輪読
'アルデル'訳
ガス窒化とプラズマ窒化の両方では、薄い表面層の窒化鉄（混合されたイプシロンFe2N（h.c.p）とガンマ-Fe4N（c.c.p.））が形成される可能性があり、白い層として知られている。通常これは有害な影響を及ぼしていて、それは硬いが、割れやすく、基材の疲労破壊を促進する可能性があるためである。白い層の形成は、回避することができ、注意深く制御することで、ガス組成（ガス窒化の場合）またはプロセス条件（プラズマ窒化の場合）を。形成された場合は、粉砕(ふんさい)または科学的溶解によって除去できる。 浸炭窒化として知られているプロセスでは、化合物層の形成は、白い層と非常に似たものを意図的に形成され、硬くて耐摩耗性のある表面を提供する。安価な鋼基板に。比較的薄い硬質層に加えて、この方法も大幅に硬化させる、下にある鋼を窒素の内部拡散により。硬質層の組成はプロセスの詳細に依存する。通常、イプシロン-Fe2（C,N）と表されるが、酸素と硫黄(いおう)が含まれている場合もある。
'清野'訳
もっとも一般的なプロセスは固体ホウ化であり，固体浸炭と同様に行われる．その粒状ホウ化媒体は炭化ホウ素（B_4 C）,炭化ケイ素またはアルミナのような不活性希釈剤，および活性剤（KBF_4など）の混合物から成る．活性剤の機能は気相中のホウ素を鋼の表面に輸送することであり，炭化ホウ素との反応によって再生される．低合金鋼上に形成されるホウ化層は通常，温度900℃，処理時間6時間で150μｍの厚さである．固体ホウ化は単純な工場で処理を行える点で魅力である．溶融塩浴または気相処理（ホウ素源としてBCl_3を用いる）のいずれかを伴う他の方法で利用でき，プラズマホウ化は開発中である．オーステナイト領域で行われる他の表面処理プロセスと共通して，核となる鋼での最適な性質を形成するためホウ化の後に熱処理されることがある．
'馬場'訳
このプロセスでは、律速段階は鋼の表面に向かう炭素の拡散であり、初期の炭素濃度が十分に高くなるように先に浸炭を行う必要がある。クロム化によって形成された表面層は、高温（通常700℃）まで保持される非常に高い硬度（＞1500HV）を特徴とする。パック・気相・溶融塩浴のプロセスは全て利用可能で、900〜1000℃の処理温度で最大40μmの厚さの炭化クロム層を生成する。炭化クロムと同様に、その他の遷移金属炭化物は、トヨタ拡散（TD）プロセスとして知られている塩浴プロセスで形成される。この方法は、主に工具鋼や金型鋼にクロム、ニオブ、チタン、バナジウム炭化物の非常に高い耐摩耗性の層を提供するために開発された。
'吉田'訳
鋼の窒化には主に2つの方法が使われている。ガス窒化では、アンモニアガスの（他のガスと混合されることが多い）流れの中で部品が530℃に加熱される。アンモニアは金属表面で解離し、内部に拡散する窒素を形成する。処理時間は長く、数時間ではなく数日で測定される。厚さ500μmの硬質層を開発するには、4日はかかる可能性がある。プラズマ窒化またはイオン窒化では、鋼製の構成部品が窒素と水素を含むチャンバーに10〜1000Paの圧力で配置され、そしてプラズマ放電はワークを陰極として500V〜1000Vの電位で確立される。電力の消費により、窒素イオンが衝突する鋼の表面が加熱される。このプロセスは、エネルギー効率が良く同じ温度でのガス窒化の約3倍の速さである。それは、より低い基板温度（350℃まで）でも動作可能であるため、工具鋼などの高強度鋼に適応できる。これはプロセス温度が高くなると過度に強化される。
'秋澤'訳
窒化と同様に浸炭窒化はフェライト状態の炭素鋼で行われる。軟鋼または超低合金鋼が一般的に使用されるが、このプロセスは高強度の合金でも使用できる。窒化によって生成される硬度（通常500〜650HV）よりも表面層の強度は低いが、プロセスははるかに高速である。約20?までの層の厚さが使用され、形式に約2時間かかる。しばしば誤解を招いてソルトバス窒化と呼ばれる溶融ソルトバスプロセスは、初期の窒化浸炭法提供し、そしてシアン酸ナトリウムとシアン酸塩に基づいている。これらのプロセスの独自の名前（タフトライドなど）は、時に一般的に使用される。初期の溶組成は現在、より毒性の低いチオシアン酸塩浴に置き換えられており、ガスプロセスやプラズマプロセスも開発されている。そして、アンモニアに加えて、メタンを炭素源として使用することがよくある。
'福島'訳
窒化、窒化浸炭、金属膜化 熱化学工程の第二グループは、基盤の構成要素と外部から供給された化学種間で反応が起こるもので構成され、反応物の沈殿によって基盤を硬化させるか、表面に反応物の硬い層を形成する。4つの工程を検討する。窒化混合物がきめ細かい沈殿物として表面の近くに形成される窒化。炭窒化鉄の層を形成する窒化浸炭。ほう化鉄の層を形成させるほう化処理。クロム炭化カルシウムを形成させるクロム浸透処理。これらの表面処理による硬度は比較のため他の方法で硬化された鋼の値と共に表8.1に示す。窒化は前セクションで説明した熱化学硬化工程と異なり500~570℃の低温で行われる。
'最上谷'訳
高硬度に加えてそれは、窒化表面に良いトライボロジー特性を与える。そしてまた、窒化は疲労強度を強化する圧縮残留応力を発生させる。 炭素鋼や低合金鋼ではそのプロセスはフェライト層領域で操業されるから、窒化処理前にコア材の熱処理を行う必要がある。 約0.4%の炭素を含む鋼は、したがって一般的に合理的なコア強度を与えるために、窒化温度で焼き戻しをした後に使われる。 比較的低いプロセス温度と相変態はないことは、窒化に関わる歪みがほとんどないことを意味する。 しかし、低温の欠点は、窒素原子の表面への比較的遅い拡散です。そして、長い処理時間を必要とし、硬化層の実用的な厚さが制限される。（図8.2参照）
'兼田'訳
ボロナイジングは、ホウ化処理としても知られていて、ホウ化金属の硬質層を形成するために金属表面のホウ素の拡散に関係している。その工程は主に鉄に適用され、800〜1050℃の間のオオステナイト変態温度以上で行われる（図8.2参照）。鉄の中で、ボロナイジングは厚さ200μmまでの化合物層を形成し、しばしば２つの異なった相で構成されている。：FeB（直方晶系）の外層とFe2B（体心立方体）の基板に接した内層。ホウ化鉄層は非常に硬く（1500HV以上）、アブレッシブ摩耗の優れた抵抗を与えることができる。低炭素鋼の二層から成るホウ化層の構造は図8.8に示されている。二層ホウ化層は異なる熱膨張係数を持ち、従って加工温度から冷却することで残留応力の相違が発生する。相の間の境界で時々起こるクラッキングはこれが原因で発生する。
'廣川'訳
層の厚さは通常5〜10μmであり、最大10時間浸すことで形成される。溶融ホウ砂および鉄合金を含む塩浴に。適切な炭化物形成元素の。800〜1050度の塩浴温度は、通常選択される。鋼を直接急冷できるように、溶液から。3200〜3800ＨＶの硬度値が報告されている。炭化バナジウムおよび炭化チタンでは。炭化ニオブでは2500〜3000ＨＶ。ＴＤプロセスで形成された。これらの炭化物は形成される。ほかの熱化学プロセスによっても。例えば、反応性ガス（メタン＋アルゴン）で行われるパックプロセスは、クロム、チタン、バナジウムの炭化物用に開発されており、そしてほかのプロセス、気相およびプラズマ処理に基づく。商業的に重要になる可能性がある。
'今野'訳
FeBの作業条件のコントロールによって減らしたり防ぐことができ、むしろ望ましい混ぜ合わさった単相の層ができる。不規則で深くへこまされたFe2B層と図8.8の鋼基材の境界面は低炭素鋼上に形成されたホウ化物の層特有であり、鉄の下にあるものに強い機械的接着を提供する。鉄内の成分の合金化はホウ化物の層の成長速度を下げる(そしてそれゆえに定められた処理条件の厚さ)だけでなく、境界面の形態学を変える。クロム、ニッケルそして炭素はすべて似た効果を持つ。それらの濃度を高めることは、より滑らかな境界面へ導く。低炭素鋼内の12%のクロムの濃度で、境界面は完全に滑らかになる。
'本田'訳
この範囲では炭素鋼はフェライトです。このプロセスは鋼に適用されます。窒化物を形成する溶質元素である。アルミニウム、クロム、モリブデン、チタン、タングステン、バナジウムを含む鋼に最も効果的な硬化、１００HVまでの値を与えるものはアルミニウムまたはチタンを含む鋼で得られます。窒化処理では窒素原子が鋼の表面に形成され内部に拡散し、溶質原子と反応して通常５〜１５んｍサイズのとても微細な窒化析出物を形成します。これら析出物による格子ひずみは転位を核形成するのに十分な高さです。析出物と一緒に、強力な硬化効果を持つ転位を。窒化処理プロセスはフェライト鋼によらず、オーステナイト系ステンレス鋼にも適用されます。窒化物形成剤を含む。窒化処理によって生成される硬化は、500℃までの温度で保持されます。対照的に、浸炭によって生成されたマルテンサイト層の硬度は200℃を超えると下がり始めます。
'高内'訳
ホウ化処理は鋼に限定されない。ホウ化コバルト(CoB、Co2B、およびCo3B)と、炭化ホウ化タングステン(W2(C,B)5、およびW(C,B)2)が形成される炭化タングステン/コバルトサーメット、およびチタンと2500HVまでの硬度を持つホウ化チタン層(TiB、およびTi2B)を形成するその合金にも適用できる。ホウ化処理はメタライジングまたはメタライディングとして集合的に知られるいくつかのプロセスの1つであり、基盤の構成要素と1つ以上の金属またはメタロイドとの反応によって硬い表面層が形成される。クロマイジングは、炭素鋼と工具鋼の表面硬化のもう1つのプロセスであり、クロムは鋼からの炭素と反応して炭化クロムの表面層を形成する。