異なる熱処理プロセスがw［B］が0.0018％および0.0051％である20CrMnTiH歯車鋼の焼入れ性に与える影響を研究した。Ti-Al-B-N系の溶解度積を理論的に計算し、実験で使用した熱間圧延棒材中のホウ素が有効な形態で存在することを確認した。熱間圧延状態、異なる2つの温度（600、650 ℃）における球状化焼鈍状態および正火状態の微細組織および端部硬さ曲線を比較検討した。結果は熱処理プロセスが鋼の焼入れ性に著しい影響を与え、その性能の良し悪しの順序は正火状態＞熱間圧延状態＞球状化焼鈍（600 ℃）＞球状化焼鈍（650 ℃）であることを示した。解析により、この差異は主にホウ素元素のセメンタイト中への固溶挙動に起因することがわかった。高温球状化焼鈍時により多くのホウ素原子がセメンタイト中に固溶し、後続のオーステナイト化過程では、この部分のホウ素が短時間でオーステナイト粒界に十分に再溶解せず、焼入れ性向上の効果を発揮できないため、焼入れ性が低下することが明らかになった。本研究は、セメンタイト中に固溶したホウ素がホウ素含有歯車鋼の熱処理後の焼入れ性に影響を与える主要因であることを明確にし、ホウ素鋼の性能を最大限に活かすための熱処理プロセスの最適化に重要な基礎を提供した。

20CrMnTiH鋼;ホウ素;熱処理;端部焼入;焼入れ性