ケイ素固溶体硬化

物理化学的作用機構

ケイ素固溶体硬化は、ケイ素原子が金属格子に固溶することによって生じる。これらの原子は格子の変形中に変形し、自由電子と原子核の移動を妨げ、硬さを高める。

冶金学的関連性と溶接時のリスク

ケイ素固溶体硬化は鋼の機械的性質を改善し、硬く、引張強さを高くする。しかし、これにより応力蓄積の増加や、冷却が不十分な場合の高温割れの可能性などの問題が生じることもある。さらに、ケイ素が多すぎると融合不良を引き起こす可能性がある。

現場実務と作業指示

ケイ素固溶体硬化の利点を活かすには、溶接後の制御冷却に注意すること。冷却速度が速すぎるのを避ける（t8/5 < 5 s）。これはガラス状に硬いマルテンサイトを生じ、割れ感受性を高める可能性がある。高ケイ素含有量（0.40 %超）の場合は、融合不良を避けるために特別な冷却戦略が必要である。