浸炭

浸炭（しんたん、滲炭とも、英語：carburizing）とは、金属（特に低炭素鋼）の加工において、表面層の硬化を目的として炭素を添加する処理のことである。主に耐摩耗性を向上させるために行われる。
浸炭は素材を硬化させるための準備であり、硬化そのものは焼入れ・焼戻しにより行う。浸炭された金属は表層の炭素量のみが多い状態となる。焼入れに伴う硬化の程度は炭素量に強く依存するため、この状態で焼入れを行うと、内部は柔軟な構造を保ったまま、表面のみを硬化させることができる。従って耐摩耗性と靭性を両立させることが可能である。また浸炭後の後処理によって表面層と内部の間に応力が生じ、これが割れ（き裂や破壊）に対する抵抗性を与える。主に重機や機械部品などに行われる。
処理法など.
手法として、固体浸炭、ガス浸炭、液体浸炭、真空浸炭（真空ガス浸炭）、プラズマ浸炭（イオン浸炭）などが存在する。
浸炭後の処理.
浸炭後には焼入れ・焼き戻しにより硬化を行う。焼入れは高低温の2段階で行う方法（二段焼入れ）と1回で済ませる方法（直接焼入れ）がある。二段焼入れは、素材内外で炭素量が異なり、従ってオーステナイト変態温度も異なることを利用している。この方法は優れた性質が得られるが、直接焼入れでもそれに近い性質が得られるようになったため、現在ではあまり使われていない。
浸炭焼入れではしばしば残留オーステナイトが問題となる。被浸炭材の表面は炭素量が多いため、焼入れに伴って未変態のオーステナイトが残留しやすい。オーステナイト組織が存在していると変形・耐摩耗性の低下が発生し有害であるため、深冷処理などによってオーステナイト組織をマルテンサイト組織に変化させる必要がある。
焼入れや深冷処理に続いて、最後に焼き戻しを行うと一連の処理が完了する。量産部品の浸炭焼入れには、各処理を自動で連続的に行うようにした連続炉が用いられている。
浸炭の失敗例としては、浸炭が進行しすぎる「過剰浸炭」や、粗大な結晶の発生による欠陥などがある。
浸炭用鋼材.
浸炭焼入れでは内部が低炭素であることが重要なため、一般的に低炭素鋼を対象に行われる。JISでは浸炭用の特別な炭素鋼として3種類の鋼材（S09CK、S15CK、S20CK）を規定している。炭素鋼で不十分な場合は合金鋼を用いる。合金鋼には炭素鋼のような浸炭専用の材種はないが、SMn・SCr・SCM材など各種合金鋼のうち、C量の少ないもの（約0.20 %以下）が浸炭焼入れの対象になる。