マスエフェクト
処理された部品のサイズ、つまり質量により、熱処理結果、特に焼き入れ結果が異なります。これを質量効果と呼びます。
通常、鋼部品の直径が太ければ厚いほど、硬化が難しくなります。直径が細いほど、硬化しやすくなります。違いは質量効果にあります。いわゆる大質量効果とは、質量が異なると熱処理結果が異なることを意味します。つまり、部品が大きくなればなるほど焼き入れが難しくなります。質量効果が小さい場合は、小さな部品はもちろん、大きな部品でも焼き入れが可能です。
質量効果が大きい鋼の例としては炭素鋳物があり、質量効果が小さい鋼の例としてはクロムモリブデン鋼やニッケルクロムモリブデン鋼が挙げられます。部品のサイズが異なるため、異なる焼入れ効果が質量効果となります。鋼の種類が異なるため、焼き入れ効果や焼き入れ性も異なります。これは焼き入れの効果をさまざまな角度から分析するものであり、焼入れ性は鋼の材料角度から焼き入れの効果を分析するものです。
そのため、焼き入れ性の良い鋼は質量効果が小さく、大型部品でも焼き入れが可能です。つまり、質量効果を向上させることができるのは焼入れ性です。焼入性を向上させる効果のある合金元素としては、ホウ素、マンガン、モリブデン、クロムなどが挙げられます。
形状効果
焼入れ効果は部品の形状に影響されます。棒、板、球など形状が異なると焼入効果も異なります。また、同じ処理部品であっても、焼き入れ箇所や冷却方法の違いにより焼き入れ効果は異なります。部品の形状によって引き起こされるこの効果は、いわゆる形状効果です。
冷却効果の比率は球：丸棒：板= 4：3：2となります。場所による冷却効果の違いは、平板を1とすると上二面角は3、三面角は7、凹角は1/3となります。
サイズ効果
鋼の機械的特性は材料だけで決まるわけではありません。形や大きさの変化とともに変化します。通常、鋼のサイズが大きくなるほど、機械的強度は低くなります。
形状やサイズの変化に伴う機械的特性のこの変化は、サイズ効果と呼ばれます。サイズ効果を示す最も顕著な機械的性質は疲労強度、引張強さ、耐摩耗性であり、これらもサイズ効果を示すため、これらにも注意する必要があります。
