赤短炭素鋼

赤脆化、熱間脆化とは、赤熱温度での鋼の脆化を指します。これは硫黄レベルが高いことによって引き起こされることが多く、その場合は硫黄脆化とも呼ばれます。

鉄または鋼は、460 °C (900 °F) 以上に加熱されると、赤く輝きます。加熱された鉄の色は、予想どおり (黒体放射のため) 鈍い赤からオレンジ、黄色、そして白へと変化し、鉄の温度を示す便利な指標となります。良質の鉄または鋼は、この温度以上になると、展性と可塑性が増します。一方、赤く短い鉄または鋼は、もろく脆くなります。

硫黄熱脆性

硫黄で汚染された鋼では、硫黄が金属の粒界に硫化鉄/鉄混合物を形成し、鋼よりも融点が低くなるため、この脆化が発生します。^[1]

鋼が加熱され加工されると、加工物に加えられた機械的エネルギーによって温度がさらに上昇します。硫化鉄(FeS) または鉄/硫化鉄合金 (融点はさらに低い) ^[2]が溶け始め、鋼は粒界で分離し始めます。製鉄業者は鋼の製造時にマンガン(Mn) を添加して硫化マンガン(MnS) を形成します。硫化マンガン介在物は融点が高く、粒界に集中しません。そのため、後で鋼が加熱され加工されても、粒界での溶融は発生しません。

銅の熱脆性

鋼鉄中の銅含有量が多い場合（鉱石の特性による場合もありますが、多くの場合は鉄スクラップの混入によるものです）、熱間脆性も現れます。^[3]これは、より貴で柔らかい銅が濃縮される粒界での鉄の選択酸化によって引き起こされます。^[4]

参考文献

^ Deev et al. (1982年5～6月)。「溶接接合部の亀裂形成における硫化鉄の役割」。Materials Science、第18巻、第3号、109～112頁。
^ Sachinath Mitra.高圧地球化学と鉱物物理学. p. 1028.
^ Daehn, Katrin E.; Cabrera Serrenho, André; Allwood, Julian M. (2017-06-06). 「銅汚染は将来の世界的な鉄鋼リサイクルをどのように制限するのか？」環境科学技術51 (11): 6599–6606. doi : 10.1021/acs.est.7b00997. ISSN 0013-936X.
^ Jiang, Yinghua; Xie, Chunqian (2017 年 6 月). 「Cu 含有 LC 鋼の Cu 熱間脆性感受性の評価モデル」. IOP カンファレンスシリーズ: 材料科学および工学. 207 : 012098. doi : 10.1088/1757-899x/207/1/012098 . ISSN 1757-8981.

[weld_joints-1] Deev et al. (1982年5～6月)。「溶接接合部の亀裂形成における硫化鉄の役割」。Materials Science、第18巻、第3号、109～112頁。

[eutectic-2] Sachinath Mitra.高圧地球化学と鉱物物理学. p. 1028.

[3] Daehn, Katrin E.; Cabrera Serrenho, André; Allwood, Julian M. (2017-06-06). 「銅汚染は将来の世界的な鉄鋼リサイクルをどのように制限するのか？」環境科学技術51 (11): 6599–6606. doi : 10.1021/acs.est.7b00997. ISSN 0013-936X.

[4] Jiang, Yinghua; Xie, Chunqian (2017 年 6 月). 「Cu 含有 LC 鋼の Cu 熱間脆性感受性の評価モデル」. IOP カンファレンスシリーズ: 材料科学および工学. 207 : 012098. doi : 10.1088/1757-899x/207/1/012098 . ISSN 1757-8981.