「露点とは?」

「露点とは?」

「露点とはガス中の水分が変化する点」

今回は熱処理で使用する「ガス」に関する内容です。

ガスのことを「雰囲気」といい、この「雰囲気」中で熱処理を行うので「雰囲気熱処理」と呼ばれています。

わたしたちが生活している空気というのもガスになります。

空気とは窒素をベースに酸素が20%程度混ざった混合ガスです。(その他、色々なガスが混ざっています)

では、露点とは?

空気中には水蒸気が含まれています。その空気の温度を下げていくと水滴になって物質に付く現象があります。

夏場、室外でビールグラスに水滴がつくことなどです。

また、冬、眼鏡をかけた人が室内など温かい場所に入ると眼鏡が曇ってしまうのも同じ現象です。

これは室内の空気が露点温度より冷えた眼鏡を持ち込んだために眼鏡の周りの水蒸気が水滴になって付着したものです。

このように、空気の温度を下げて、空気に含まれている水蒸気が水滴になり始める温度を露点、といいます。

 

 

 

「雰囲気が悪いとは?」

雰囲気が悪い、最近では空気が読めない、など場の流れや状況を表す言葉として使われています。

語源は空気のことを指し、意味としては人がつくりだす流れなどを指す言葉として使われます。

空気というガスの雰囲気が悪い=内部の水分量が多い、湿度が高い状態、今では不快指数という言葉があります。

雰囲気熱処理でも同じことが言えます。

鉄は酸素と結びつきやすい性質があり、温度が高くなるにつれ、それは顕著に現れます。

雰囲気熱処理の雰囲気が悪いということは金属の光沢感を失ってしまうことを示し、

仕上がりは目視で判断がつく状態となります。

 

 

「露点温度と水分量」

露点温度は空気中の水分量により変化します。気温とは違い、水分量で示す値になります。

これを計測するには露点計という装置が必要です。

露点温度と水分量の比率
露点温度 水分量
20℃ 2.31%
0℃ 0.60%
-20℃ 0.10%
-40℃ 0.013%
-60℃ 0.0011%
-80℃ 0.53ppm
-100℃ 0.014ppm

 

雰囲気熱処理で使用するガスの露点は低くなくてはなりません。

ステンレスの光輝を保つためには、-40℃以下であること

(材質による処理条件も適切であること)が最低条件となっています。

 

熱処理で使用する雰囲気ガス露点 一覧
ガス種類 露点(℃) 液化温度
液体水素ガス -80℃~-190℃ -252℃
水素ガス(ボンベ) -30℃~-80℃
液体窒素ガス -60℃~-170℃ -193℃
窒素ガス(ボンベ) -10℃~-30℃
分解ガス(水素75%) -50℃
アルゴンガス -20℃~-65℃

 

※ボンベは精製ガスを製造した場合も含め、範囲を広く記載してあります。

※液体ガスはタンクから取り出し、炉内へ投入した場合の実績値を記載しています。

 

 

「雰囲気熱処理だから出来ること」

雰囲気熱処理では最初の露点温度が低いことが大切です。

もう一つは長時間、高温下であればあるほど露点温度は低くなります。

しかし、金属部品を熱処理するということは、水分のある別の材質を炉内に投入していること、となります。

結果、雰囲気はガスボンベから取り出してすぐの露点温度より高くなってしまいます。

 

 

そのため、還元性ガスである水素は、雰囲気熱処理のガスとしては最も適しています。

材質により、窒素を使用する場合も、露点の低い液体窒素を使用するのが表面の光沢感を保つには

適していると言えます。還元とは酸化の対義語になり、錆びなどを化学反応で取り除くことが可能です。

 

「焼鈍・磁気焼鈍・水素還元のご説明はこちらから」

 

水素ガス(H2)

比重(対空気):0.07

外観     :無色・気体

爆発限界   :4.0%~75.0%(容易に着火)

許容濃度   :設定なし

作業場の注意 :換気の良い場所で使用する

        燃焼炎は肉眼では見えにくい

 

窒素ガス(N2)液化窒素(LN2)

比重(対空気):0.967

外観     :無色

爆発限界   :無し(不燃性)

許容濃度   :設定なし

作業場の注意 :液化窒素が気化すると650倍になり、酸素欠乏症に陥る

        液化窒素は極低温のため革手等の保護具を着用する

 

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