金属熱処理 Q&A

まず最初に押さえておきたいポイントがあります。
SUS304 はオーステナイト系ステンレス のため、 焼入れ・焼戻しによるマルテンサイト化が起こらないことから、熱処理(焼入焼戻し)では『全体』を硬くできません。

硬さの要求レベルと部品の機能を整理し、「全体を硬くしたいのか」「表面だけでよいのか」で対策を分けて考えるとスッキリします。

① 部品“全体”を硬くしたい場合

●加工硬化（冷間圧延・引き抜き・曲げなど）
【メリット】
・SUS304 のまま硬度を上げられる
・追加設備が少ない(加工時に対応)
【留意点】
・加工後 HV180▶HV250 以上へ上昇可
・延性が低下し成形後の割れリスク増大
・厚肉品では内部まで均一硬化しにくい

●他のステンレスに材質変更
【メリット】
・焼入れ・時効処理で硬さアップ
・全体ほぼ均一に硬さアップ
SUS420J2・・・HRC53程度
SUS440C・・・HRC58程度
SUS630・・・HRC40～(H900処理)
※硬さは参考値
【留意点】
・耐食性、磁性の変化を要確認
・熱処理ひずみ・変寸対策が必要

実務上の武藤工業の考え方
SUS304 のまま 全体的に400HV 以上を狙うのは現実的でないため、要求が高硬度・高耐摩耗なら早期に材質変更を検討することが現実的です。

② “表面だけ”硬くすれば良い場合
窒化処理があります。表面数ミクロンの硬化層、処理温度によっては耐食性の低下の恐れ(鋭敏化)

まとめ
全体硬化が必須 ➡ 加工硬化で対応できる範囲を見極め、足りなければマルテンサイト系・析出硬化系ステンレスへ材質変更。
表面硬化で十分 ➡ SUS304 のまま低温窒化で高硬度層を付与し、母材の耐食性・延性を維持する。
いずれの方法も、要求性・後工程との整合性を事前に確認する必要があります。

参考
磁性をかんたん比較(現場では「磁石につく／つかない」で簡易チェック)