金属加工学及び実習（教育学部技術教育講座・専門科目，２年後期開講）

本実習では，１年前期の「金属加工学」で学んだ金属の加工や熱処理などを実際に行います．これらの作業を通じて，金属加工に関する理解を深め，基本的な作業方法を身につけることを目的としています．金属の加工方法としては，旋盤による切削，ボール盤による穴開け，機械式丸鋸による切断などの機械加工を実施します．さらに，２０１８年度はスズを用いた鋳造を行い，小型の器やアクセサリーなどを自作しました．また，自分たちで切断した鉄鋼に熱処理を施しすことによって金属組織を変化させ，その組織を光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察しました．

スズ（Sn)の鋳造の様子．スズの融点は約230℃と低いので，家庭用のガスコンロでも溶かすことができます．これを厚紙で造った型に流し込み，1〜3mm程度の薄板を作成しました．スズは柔らかいので，木槌で叩くことによって比較的容易に変形させることが可能です．この特性を活かして，薄板の形状を変え，お皿などを製作しました．

900℃に加熱している電気炉の中に鉄を入れ，その後，水もしくは油による急速冷却（焼入れ），焼入れした鉄を再度加熱する焼戻し，900℃から徐々に冷却するなどの熱処理を施しました．その後，紙やすりと研磨材で熱処理した鉄の表面を綺麗に磨き，アルコールで希釈した硝酸で表面を溶かし，光学顕微鏡と電子顕微鏡で金属の組織を観察しました．上の写真は熱処理の様子，左下の写真（スマホ表示では下側１枚目）は電気炉の中でゆっくり冷やした鉄，右下（スマホ表示では下側２枚目）は電気炉で加熱した鉄を水で一気に冷やした鉄の金属組織を電子顕微鏡で観察した写真です．後者の熱処理は「焼入れ」と呼ばれ，とても硬いマルテンサイト組織が形成されます．焼入れは日本刀作りでも行われています．