JP2005188948A - ステンレス鋼材の硬さ測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出コイル内の空隙磁束の影響を低減し、オーステナイト系ステンレス鋼材全体の硬さを高精度に測定することができる方法及び装置を提供する。
【解決手段】 硬さ測定装置１は、被測定ステンレス鋼材Ｍを囲繞するように配設された励磁コイル１１と、励磁コイル１１内において、鋼材Ｍを囲繞するように配設された第１検出コイル１２と、励磁コイル１１内において、励磁コイル１１と第１検出コイル１２との間の空隙を囲繞するように配設された第２検出コイル１３とを備えている。演算処理装置３０は、第１検出コイル１２に誘起された電圧と第２検出コイル１３に誘起された電圧との電圧差を算出し、当該算出した電圧差に基づいて鋼材Ｍの磁気特性値を算出し、当該算出した磁気特性値に基づいて鋼材Ｍの硬さを推定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼材の硬さ測定方法及び装置に関する。

ステンレス鋼材の代表的な硬さ測定方法として、ビッカース硬さ試験が知られている。ビッカース硬さ試験は、ダイヤモンド圧子を一定の試験荷重で試料の試験面に押し込み、これにより生じた永久くぼみの大きさから試料の硬さを測定する試験である。従って、ビッカース硬さ試験を実施するには、ステンレス鋼材の製品の一部分を試料として抜き出す手間が掛かると共に、製品全体の硬さについての品質管理や品質保証ができないという問題があった。

上記のような問題を解決するべく、図９に示すように、試験材が内部を貫通するように２つのコイルを設置し、その一方のコイル（励磁コイル）に交流電流を通電して当該コイル内部に交流磁界を発生させて試験材を磁化する一方、他方のコイル（検出コイル）に生じる誘導起電力に基づいて試験材の磁気的な特性値を算出し、当該磁気特性値に基づいて試験材の硬さを推定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

オーステナイト系ステンレス鋼材の硬さ向上の主要因である加工誘起マルテンサイト（α’相）は強磁性を有するため、オーステナイト系ステンレス鋼材の硬さ測定方法として上記特許文献１記載の方法を適用することは可能である。
特表平９−５０７５７０号公報

しかしながら、上記α’相は、一般の強磁性体と比べて比透磁率（μｒ）が小さいため、検出コイルの出力信号も小さくなる。さらに、ステンレス鋼材のパスライン変動（ステンレス鋼材のバタツキ等）を許容するには、充填率の低い検出コイル（すなわち、鋼材の断面積に比べて、囲繞する空間の断面積が大きいコイル）を用いる必要があるため、出力信号に含まれる検出コイル内の空隙磁束の影響が大きくなる結果、高精度に硬さを測定できないという問題がある。

図１０は、充填率の小さい検出コイルを用いた場合において、比透磁率（μｒ）の小さい試験材についての硬さ変化に対する検出コイルの出力信号変化を模式的に示す図である。図１０において、（ａ）部が検出コイル内の空隙磁束に起因した出力信号成分であり、（ｂ）部が試験材のα’相に起因した出力信号成分であって、検出コイルの出力信号は両成分が重畳した信号となっている。ここで、励磁コイルの制御系の負荷変動や、発振器出力を増幅し励磁コイルに出力するためのパワーアンプの出力の微小変動によって励磁コイル内に発生する空間磁界が変化した場合や、電磁気的なノイズが検出コイル近傍に発生した場合、検出コイルの出力信号は空隙磁束の変化によって大きく変化するため、α’相に起因した硬さの測定精度が低下する。換言すれば、検出コイルの出力信号変化が、試験材の硬さに起因した出力信号成分（図１０の（ｂ）部）の変化に基づくものなのか、或いは、空隙磁束に起因した出力信号成分（図１０の（ａ）部）の変化に基づくものなのかを識別できないため、硬さの測定精度が低下するという問題がある。

本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、検出コイル内の空隙磁束の影響を低減し、オーステナイト系ステンレス鋼材全体の硬さを高精度に測定することができる方法及び装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するべく、本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼材の硬さを測定する方法であって、被測定ステンレス鋼材を励磁コイル及び検出コイルに挿通するステップと、前記励磁コイルと前記検出コイルとの間に生じる電磁誘導によって前記検出コイルに誘起された第１誘起電圧を検出するステップと、前記検出コイル内の空隙磁束のみによって誘起された誘起電圧に相当する第２誘起電圧を検出するステップと、前記第１誘起電圧と前記第２誘起電圧との電圧差を算出するステップと、前記算出した電圧差に基づいて被測定ステンレス鋼材の磁気特性値を算出するステップと、前記算出した磁気特性値に基づいて被測定ステンレス鋼材の硬さを推定するステップとを含むことを特徴とするステンレス鋼材の硬さ測定方法を提供するものである。

斯かる発明によれば、検出コイルに誘起された第１誘起電圧と、前記検出コイル内の空隙磁束のみによって誘起された誘起電圧に相当する第２誘起電圧とを検出し、両者の電圧差を算出して、当該電圧差に基づき被測定ステンレス鋼材の磁気特性値ひいては硬さを測定する構成であるため、検出コイル内の空隙磁束の影響を低減することが可能である。換言すれば、第１誘起電圧に含まれる空隙磁束に起因した成分と、第２誘起電圧とは同等であるため、両者の電圧差を算出することにより、空隙磁束に変化が生じてもその影響を低減することが可能である。従って、オーステナイト系ステンレス鋼材全体の硬さを高精度に測定することが可能である。

また、前記課題を解決するべく、本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼材の硬さを測定する装置であって、被測定ステンレス鋼材を囲繞するように配設された励磁コイルと、前記励磁コイル内において、被測定ステンレス鋼材を囲繞するように配設された第１検出コイルと、前記励磁コイル内において、前記励磁コイルと前記第１検出コイルとの間の空隙を囲繞するように配設された第２検出コイルと、前記励磁コイルに所定周波数の電圧を印加する発振装置と、前記励磁コイルと前記第１検出コイルとの間に生じる電磁誘導によって前記第１検出コイルに誘起された第１誘起電圧と、前記励磁コイルと前記第２検出コイルとの間に生じる電磁誘導によって前記第２検出コイルに誘起された第２誘起電圧とを検出し、前記第１誘起電圧と前記第２誘起電圧とに基づいて被測定ステンレス鋼材の硬さを演算する演算処理装置とを備え、前記第２検出コイルは、前記第１検出コイルと同一の巻き数並びに略同等の形状及び寸法を有し、前記演算処理装置は、前記第１誘起電圧と前記第２誘起電圧との電圧差を算出し、当該算出した電圧差に基づいて被測定ステンレス鋼材の磁気特性値を算出し、当該算出した磁気特性値に基づいて被測定ステンレス鋼材の硬さを推定することを特徴とするステンレス鋼材の硬さ測定装置を提供するものである。

斯かる発明によれば、第１検出コイルが、励磁コイル内において、被測定ステンレス鋼材を囲繞するように配設される一方、第２検出コイルが、励磁コイル内において、励磁コイルと第１検出コイルとの間の空隙を囲繞するように配設され、且つ、第１検出コイルと同一の巻き数並びに略同等の形状及び寸法を有するため、第２検出コイルに誘起された第２誘起電圧は、第１検出コイル内の空隙磁束のみによって誘起される誘起電圧に略等しいものとなる。本発明は、演算処理装置により、第１誘起電圧と第２誘起電圧との電圧差を算出し、当該算出した電圧差に基づいて被測定ステンレス鋼材の磁気特性値ひいては硬さを測定する構成であるため、被測定ステンレス鋼材が挿通する第１検出コイル内の空隙磁束の影響を低減することが可能である。換言すれば、第１誘起電圧に含まれる空隙磁束に起因した成分と、第２誘起電圧とは同等であるため、両者の電圧差を算出することにより、空隙磁束に変化が生じてもその影響を低減することが可能である。従って、オーステナイト系ステンレス鋼材全体の硬さを高精度に測定することが可能である。

好ましくは、前記第１検出コイルと前記第２検出コイルとは、前記励磁コイルの中心軸に対して互いに対称な位置に配設される。

斯かる構成によれば、第１検出コイルと第２検出コイルとが、励磁コイルの中心軸に対して互いに対称な位置に配設されるため、両検出コイル内に生じる空隙磁束がより一層同等になる。従って、オーステナイト系ステンレス鋼材全体の硬さをより一層高精度に測定することが可能である。

以上に説明したように、本発明に係るステンレス鋼材の硬さ測定方法及び装置によれば、検出コイルに誘起された第１誘起電圧と、前記検出コイル内の空隙磁束のみによって誘起された誘起電圧に相当する第２誘起電圧とを検出し、両者の電圧差を算出して、当該電圧差に基づき被測定ステンレス鋼材の磁気特性値ひいては硬さを測定する構成であるため、検出コイル内の空隙磁束の影響を低減することが可能である。換言すれば、第１誘起電圧に含まれる空隙磁束に起因した成分と、第２誘起電圧とは同等であるため、両者の電圧差を算出することにより、空隙磁束に変化が生じてもその影響を低減することが可能である。従って、オーステナイト系ステンレス鋼材全体の硬さを高精度に測定することが可能である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るステンレス鋼材（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）の硬さ測定装置を示す概略構成図であり、図２は、図１に示すセンサコイルの縦断面図である。図１に示すように、本実施形態に係るステンレス鋼材の硬さ測定装置（以下、硬さ測定装置という）１は、被測定ステンレス鋼材Ｍ（本実施形態ではステンレス鋼板であり、以下、鋼板Ｍという）を囲繞するように配設されたセンサコイル１０と、センサコイル１０に所定周波数の電圧を印加する発振装置２０と、センサコイル１０の出力信号に基づき鋼板Ｍの硬さを演算する演算処理装置３０とを備えている。

図２に示すように、センサコイル１０は、鋼板Ｍを囲繞するように配設された励磁コイル１１と、励磁コイル１１内において、鋼板Ｍを囲繞するように配設された第１検出コイル１２と、励磁コイル１１内において、励磁コイル１１と第１検出コイル１２との間の空隙を囲繞するように配設された第２検出コイル１３とを備えている。

第２検出コイル１３は、第１検出コイル１２と同一の巻き数並びに略同等の形状及び寸法を有している。さらに、本実施形態では、第１検出コイル１２と第２検出コイル１３とが、励磁コイル１１の中心軸に対して互いに対称な位置に配設されている。

発振装置２０は、発振器２１と、発振器２１の出力信号を増幅するパワーアンプ２２とを備え、センサコイル１０を構成する励磁コイル１１に所定周波数の電圧を印加するように構成されている。励磁コイル１１に所定周波数の電圧を印加することにより、励磁コイル１１内、第１検出コイル１２内及び第２検出コイル１３内には、各コイルの軸方向（鋼板Ｍの長手方向）に沿った磁界が形成される。

演算処理装置３０は、差動アンプ、Ａ／Ｄ変換器、汎用のパーソナルコンピュータ或いはワークステーション等から構成されており、前記差動アンプにはセンサコイル１０を構成する第１検出コイル１２及び第２検出コイル１３がそれぞれ結線されている。励磁コイル１１と第１検出コイル１２との間に生じる電磁誘導によって第１検出コイル１２に誘起された第１誘起電圧信号と、励磁コイル１１と第２検出コイル１３との間に生じる電磁誘導によって第２検出コイル１３に誘起された第２誘起電圧信号とは、前記差動アンプに入力される。前記差動アンプの出力信号は、前記Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換された後、前記パーソナルコンピュータ等に入力される。前記パーソナルコンピュータ等には、予め後述する処理を実行するためのプログラムが記憶されており、前記入力されたデジタル信号に対して後述する処理を実行する。また、演算処理装置３０には、後述するように磁界強度Ｈを算出するべく、Ａ／Ｄ変換器を介して、パワーアンプ２２の出力信号が入力される。なお、本実施形態では、差動アンプの出力信号をＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換した後、デジタル処理する構成を採用しているが、本発明はこれに限るものではなく、同等の処理を実行するアナログ回路を採用することも可能である。

以下、演算処理装置３０において実行される処理について説明する。前述のように、演算処理装置３０を構成するパーソナルコンピュータ等には、差動アンプの出力信号、すなわち第１誘起電圧Ｖ_１と第２誘起電圧Ｖ_２との電圧差Ｖ_ｄｉｆに相当するデジタル信号が入力される。図３は、鋼板Ｓの硬さ変化に対する第１誘起電圧Ｖ_１と第２誘起電圧Ｖ_２との電圧差Ｖ_ｄｉｆの変化を模式的に示す図である。前述のように、第２検出コイル１３は、第１検出コイル１２と同一の巻き数並びに略同等の形状及び寸法を有するため、図３に示すように、鋼板Ｓをセンサコイル１０に挿通していない状態（図３において硬さ０の場合に相当する）においては、第１検出コイル１２内における磁束と第２検出コイル１３内における磁束とが略等しくなる結果、電圧差Ｖ_ｄｉｆは略０となる。一方、鋼板Ｍをセンサコイル１０に挿通した状態においては、第２誘起電圧Ｖ_２が、第１検出コイル１２内の空隙磁束のみによって誘起される誘起電圧に略等しいものとなるため、第１誘起電圧Ｖ_１と第２誘起電圧Ｖ_２との電圧差Ｖ_ｄｉｆは、鋼板Ｍ内に生じているα’相に起因する誘起電圧に相当することになる。従って、第１検出コイル１２内の空隙磁束が変化することによって生じる第１誘起電圧Ｖ_１の変動（ノイズ源）の影響を低減し、安定して高精度にα’相生成量（硬さ）を推定することが可能である。

次に、演算処理装置３０は、前記電圧差Ｖ_ｄｉｆを下記の式（１）のように逐次時間積分する（内蔵クロックの所定クロック数毎に累積加算する）。
∫Ｖ_ｄｉｆ dt＝∫（Ｖ_１ーＶ_２） dt
＝∫Ｖ_１ dt−∫Ｖ_２ dt
＝（Φ_ｍａｔ＋Φ_ａｉｒ）−Φ_ａｉｒ’ ・・・（１）
なお、Φ_ｍａｔは第１検出コイル１２内における鋼板Ｍ内の磁束を、Φ_ａｉｒは第１検出コイル１２内の空隙磁束を、Φ_ａｉｒ’は第２検出コイル１３内の空隙磁束をそれぞれ意味する。

ここで、前述のように、第２検出コイル１３は、励磁コイル１１内において、励磁コイル１１と第１検出コイル１２との間の空隙を囲繞するように配設され、且つ、第１検出コイル１２と同一の巻き数並びに略同等の形状及び寸法を有するため、第２検出コイル１３に誘起された第２誘起電圧Ｖ_２は、第１検出コイル１２内の空隙磁束のみによって誘起される誘起電圧に略等しいものとなる。換言すれば、第１検出コイル１２内の空隙磁束Φ_ａｉｒは、第２検出コイル１３内の空隙磁束Φ_ａｉｒ’に略等しいものとなる。従って、前記（１）式は、下記（２）式に置き換えることができる。
∫Ｖ_ｄｉｆ dt≒Φ_ｍａｔ ・・・（２）
つまり、演算処理装置３０は、電圧差Ｖ_ｄｉｆを所定時間積分することにより、第１検出コイル１２内における鋼板Ｍ内の磁束Φ_ｍａｔを算出する構成であるため、第１検出コイル１２内の空隙磁束Φ_ａｉｒの影響を低減することが可能である。

次に、演算処理装置３０は、前記算出した鋼板Ｍ内の磁束Φ_ｍａｔに基づいて鋼板Ｍの磁気特性値を算出する。具体的には、まず、下記の（３）式に従い、プロセスコンピュータ（図示せず）等から入力された鋼板Ｍの断面積Ｓを用いて、鋼板Ｍ内の磁束密度Ｂを算出する。
Ｂ＝Φ_ｍａｔ／Ｓ ・・・（３）

次に、演算処理装置３０は、パワーアンプ２２の出力信号（励磁コイル１１に印加する電圧）や予め記憶した励磁コイル１１の巻き数等に基づいて算出される磁界強度Ｈを横軸に、前記磁束密度Ｂを縦軸にそれぞれプロットした磁化曲線を作成する。演算処理装置３０は、作成した磁化曲線に基づき、下記の磁気特性値を算出する。
平均透磁率μ（＝Ｂ／Ｈ）
ここで、Ｈは飽和磁束密度Ｂ_ｓが得られる程度の所定の磁界強度を、Ｂは当該所定の磁界強度Ｈに対応する磁束密度Ｂを意味する。

ここで、演算処理装置３０には、予め試料を用いて取得した磁気特性値としての平均透磁率μと、ビッカース硬度との相関関係を示す検量線が記憶されている。より具体的には、各種板厚・板幅毎に取得した試料の平均透磁率μとビッカース硬度との相関関係を示す検量線（一次回帰直線等）が、当該各種板厚・板幅毎に記憶されている。演算処理装置３０は、鋼板Ｓについて取得した磁気特性値としての平均透磁率μと、予め記憶した前記検量線とに基づき、鋼板Ｓの硬さを推定する。より具体的には、鋼板Ｓの板厚・板幅に基づいて、対応する検量線を抽出し、平均透磁率μと前記抽出した検量線とにより鋼板Ｓのビッカース硬度を算出する。このようにして推定された鋼板Ｓの硬さは、測定結果として演算処理装置３０から出力される。

なお、本発明において算出する磁気特性値としては、前記平均透磁率μに限るものではなく、例えば、下記（ａ）〜（ｄ）のような磁気特性値を算出し、予め試料を用いて取得した（ａ）〜（ｄ）の各磁気特性値とビッカース硬度との相関関係を示す検量線を用いて鋼板Ｓの硬さを推定することも可能である。
（ａ）飽和磁束密度Ｂ_ｓ
（ｂ）透磁率μ（＝Ｂ_ｓ／Ｈ_ｍａｘ） ここで、Ｈ_ｍａｘは飽和磁束密度Ｂ_ｓに到達する磁界強度を意味する。
（ｃ）保磁力Ｈ_ｃ
（ｄ）鉄損Ｗ（＝∫Ｂ dH）

以上に説明したように、本実施形態に係る硬さ測定装置１によれば、励磁コイル１１内において、鋼板Ｓを囲繞するように配設される一方、第２検出コイル１３が、励磁コイル１１内において、励磁コイル１１と第１検出コイル１２との間の空隙を囲繞するように配設され、且つ、第１検出コイル１２と同一の巻き数並びに略同等の形状及び寸法を有するため、第２検出コイル１３に誘起された第２誘起電圧Ｖ_２は、第１検出コイル１２内の空隙磁束のみによって誘起される誘起電圧に略等しいものとなる。演算処理装置３０は、第１誘起電圧Ｖ_１と第２誘起電圧Ｖ_２との電圧差Ｖ_ｄｉｆを算出し、当該算出した電圧差Ｖ_ｄｉｆに基づいて鋼板Ｓの磁気特性値ひいては硬さを測定する構成であるため、鋼板Ｓが挿通する第１検出コイル１２内の空隙磁束の影響を低減することが可能である。換言すれば、第１誘起電圧Ｖ_１に含まれる空隙磁束に起因した成分と、第２誘起電圧Ｖ_２とは同等であるため、両者の電圧差Ｖ_ｄｉｆを算出することにより、空隙磁束に変化が生じてもその影響を低減することが可能である。従って、鋼板Ｓ全体の硬さを高精度に測定することが可能である。

なお、本実施形態では、オーステナイト系ステンレス鋼材として鋼板を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、鋼管や棒鋼等にも適用可能である。この場合の硬さ測定装置を構成する各コイルの形状は、例えば図４に示すように、それぞれ断面円形の励磁コイル１１ａ、第１検出コイル１２ａ及び第２検出コイル１３ａを適用することが可能である他、被測定ステンレス鋼材の形状に応じて適宜変更すればよい。

また、本実施形態では、第１検出コイル１２に誘起された第１誘起電圧と、第２検出コイル１３に誘起された第２誘起電圧との電圧差を算出する手段として、差動アンプを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、通常の差動結線を用いることができる他、図５に示すように、第１検出コイル１２と第２検出コイル１３とでブリッジ回路を形成し、被測定ステンレス鋼材の磁気特性変化によって生ずる不平衡電圧を第１誘起電圧と第２誘起電圧との電圧差として算出する構成を採用することも可能である。

さらに、図６に示すように、温度変化による出力変動を抑制するべく、第１検出コイル１２、第２検出コイル１３、演算処理装置３０の差動アンプ３１、及び、各検出コイル１２、１３と差動アンプ３１とを結線する信号線１２１、１３１を冷却する（一定温度に保つ）のが好ましい。より具体的には、図６に示すように、例えば、恒温槽４１と、恒温槽４１内の水を循環させるための配管４２と、配管４２から導入された水を内部に流通させるための筐体４３とを具備する冷却装置４０によって、恒温槽４１内の水中に差動アンプ３１を浸漬し、配管４２内に信号線１２１、１３１を挿通し、筐体４３内に第１検出コイル１２及び第２検出コイルを収納して、流通する水でそれぞれを冷却する（一定温度に保つ）ことが好ましい。これにより、長期的には気温の変化や短期的には鋼板Ｓの温度変化などに起因して、検出コイル１２、１３の温度が変化しそのインピーダンスが変化することに伴う出力変動や、熱膨張によってコイル線の径が変化することに伴う出力変動を抑制することが可能である。なお、図６に示す冷却装置４０を適用した場合、励磁コイル１１（図６には図示せず）は、筐体４３の外方に巻回する構成を採用することができる他、筐体４３内に配置することにより第１検出コイル１２等と同様に冷却する構成を採用することも可能である。

以下、実施例及び比較例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。

＜実施例＞
オーステナイト系ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０１、板厚０．２ｍｍ、板幅６４０ｍｍ）の圧延条件を変更することにより、鋼板の長手方向に硬さ（ビッカース硬度Ｈｖ）を変化させた試験材について、図１及び図２を参照して説明した硬さ測定装置と同様の装置構成を用いて硬さを測定すると共に、測定後の鋼板から試料を抜き出してビッカース硬さ試験を実施し、両測定値を比較した。図７は、測定値を比較した結果を示す。図７において、横軸は圧延条件変更位置を基準とした鋼板の長手方向位置を、縦軸はビッカース硬度Ｈｖ及び硬さ測定装置の出力値をそれぞれ示す。また、図７に示す「Ｈ材」とはＨｖ＝４００〜４４０程度の材料を、「３／４Ｈ材」とはＨｖ＝３６０〜４００程度の材料を意味する。図７に示すように、本実施例に係る硬さ測定装置の出力値（図中、実線でプロット）は、ビッカース硬度（図中、□でプロット）と良好な対応関係を示すことが分かった。図８は、図７に示す測定結果について、両測定値の相関を定量評価した結果を示す。図８に示すように、本実施例に係る硬さ測定装置によれば、ビッカース硬度に対し±５％の精度で硬さを測定できることが分かった。

＜比較例＞
実施例と同様の試験材（但し、本比較例ではＳＵＳ３０４を使用）について、図９を参照して説明した従来の硬さ測定装置と同様の装置構成を用いて硬さを測定すると共に、測定後の鋼板から試料を抜き出してビッカース硬さ試験を実施し、両測定値を比較した。図１１は、測定値を比較した結果を示す。図１１において、横軸は圧延条件変更位置を基準とした鋼板の長手方向位置を、縦軸はビッカース硬度及び硬さ測定装置の出力値をそれぞれ示す。図１１に示すように、本比較例に係る硬さ測定装置の出力値（図中、実線でプロット）は、図７の場合に比べて、ビッカース硬度（図中、□でプロット）との対応関係が悪いことが分かった。

図１は、本発明の一実施形態に係るステンレス鋼材の硬さ測定装置を示す概略構成図である。 図２は、図１に示すセンサコイルの縦断面図である。 図３は、図２に示す硬さ測定装置において、硬さ変化に対する第１誘起電圧と第２誘起電圧との電圧差の変化を模式的に示す図である。 図４は、本発明に係るステンレス鋼材の硬さ測定装置について、センサコイルの他の実施形態を示す縦断面図である。 図５は、本発明に係るステンレス鋼材の硬さ測定装置について、第１誘起電圧と第２誘起電圧との電圧差を算出する手段の他の実施形態を示す図である。 図６は、本発明に係るステンレス鋼材の硬さ測定装置について、センサコイル等に冷却装置を適用した実施形態を模式的に示す縦断面図である。 図７は、本発明の実施例に係る硬さ測定装置の出力値とビッカース硬度とを比較した結果を示す。 図８は、図７に示す測定結果について、硬さ測定装置の出力値とビッカース硬度との相関を定量評価した結果を示す。 図９は、従来の硬さ測定装置を示す概略構成図である。 図１０は、従来の硬さ測定装置において、硬さ変化に対する検出コイルの出力信号変化を模式的に示す図である。 図１１は、本発明の比較例に係る硬さ測定装置の出力値とビッカース硬度とを比較した結果を示す。

符号の説明

１・・・硬さ測定装置 １０・・・センサコイル １１・・・励磁コイル
１２・・・第１検出コイル １３・・・第２検出コイル ２０・・・発振装置
３０・・・演算処理装置

Claims (3)

1. オーステナイト系ステンレス鋼材の硬さを測定する方法であって、
   被測定ステンレス鋼材を励磁コイル及び検出コイルに挿通するステップと、
   前記励磁コイルと前記検出コイルとの間に生じる電磁誘導によって前記検出コイルに誘起された第１誘起電圧を検出するステップと、
   前記検出コイル内の空隙磁束のみによって誘起された誘起電圧に相当する第２誘起電圧を検出するステップと、
   前記第１誘起電圧と前記第２誘起電圧との電圧差を算出するステップと、
   前記算出した電圧差に基づいて被測定ステンレス鋼材の磁気特性値を算出するステップと、
   前記算出した磁気特性値に基づいて被測定ステンレス鋼材の硬さを推定するステップとを含むことを特徴とするステンレス鋼材の硬さ測定方法。
2. オーステナイト系ステンレス鋼材の硬さを測定する装置であって、
   被測定ステンレス鋼材を囲繞するように配設された励磁コイルと、
   前記励磁コイル内において、被測定ステンレス鋼材を囲繞するように配設された第１検出コイルと、
   前記励磁コイル内において、前記励磁コイルと前記第１検出コイルとの間の空隙を囲繞するように配設された第２検出コイルと、
   前記励磁コイルに所定周波数の電圧を印加する発振装置と、
   前記励磁コイルと前記第１検出コイルとの間に生じる電磁誘導によって前記第１検出コイルに誘起された第１誘起電圧と、前記励磁コイルと前記第２検出コイルとの間に生じる電磁誘導によって前記第２検出コイルに誘起された第２誘起電圧とを検出し、前記第１誘起電圧と前記第２誘起電圧とに基づいて被測定ステンレス鋼材の硬さを演算する演算処理装置とを備え、
   前記第２検出コイルは、前記第１検出コイルと同一の巻き数並びに略同等の形状及び寸法を有し、
   前記演算処理装置は、前記第１誘起電圧と前記第２誘起電圧との電圧差を算出し、当該算出した電圧差に基づいて被測定ステンレス鋼材の磁気特性値を算出し、当該算出した磁気特性値に基づいて被測定ステンレス鋼材の硬さを推定することを特徴とするステンレス鋼材の硬さ測定装置。
3. 前記第１検出コイルと前記第２検出コイルとは、前記励磁コイルの中心軸に対して互いに対称な位置に配設されていることを特徴とする請求項２に記載のステンレス鋼材の硬さ測定装置。

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