JP2007271600A - 非破壊硬さ評価方法、非破壊硬さ評価装置および非破壊硬さ評価に用いられる硬さ測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マスター部品に対してX線回折を行い回折X線に基づく回折線幅を測定し、同回折線幅とマスター部品表面の硬度との関係を規定するデータベースと、同硬度と硬化層深さの関係を規定するマスターカーブを取得する。次に、検体である焼入量産品に対して前記と同様のX線回折を行い回折線幅を取得する。そして、前記データベース、マスターカーブおよび前記検体に係る回折線幅を用いて、検体表層の硬度および硬化層深さを推定し、同推定値に基づいて焼入量産品の表層の硬さの状態を評価する。
【選択図】 図14(b)
Description
mmに設定した。また、1.5≦z≦5.0 mmでは、Δz=0.3 mmに設定し、歯底面から逐次研磨除去したときの回折線幅と硬度分布を測定した。
Claims (26)
- 物体の表層の硬さの状態を非破壊で評価する非破壊硬さ評価方法において、
前記評価の基準となる硬さの状態を有する基準物体の表面に対してX線回折を行い、同基準物体の表面から回折された回折X線に基づく硬さ基準情報を取得する硬さ基準情報取得ステップと、
前記評価の対象となる検体の表面に対して前記X線回折を行い、同検体の表面から回折された回折X線に基づく回折X線情報を取得する回折X線情報取得ステップと、
前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得ステップにて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する硬さ状態評価ステップとを含むことを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項1に記載の非破壊硬さ評価方法において、
前記硬さ基準情報は、前記基準物体の表面における前記X線の回折状態と同表面における硬度との関係を表す情報を含み、
前記回折X線情報は、前記検体の表面における前記X線の回折状態を表す情報を含み、
前記硬さ状態評価ステップは、
前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得ステップにて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表面の硬度を特定する硬度特定ステップを含み、
前記硬度特定ステップにて特定された硬度を用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価方法。 - 請求項1または請求項2に記載の非破壊硬さ評価方法において、
前記硬さ基準情報は、前記基準物体の表面における前記X線の回折状態と同表面下の深さ方向における硬度分布との関係を表す情報を含み、
前記回折X線情報は、前記検体の表面における前記X線の回折状態を表す情報を含み、
前記硬さ状態評価ステップは、
前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得ステップにて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表面下の硬度分布を特定する硬度分布特定ステップを含み、
前記硬度分布特定ステップにて特定された硬度分布を用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価方法。 - 請求項3に記載の非破壊硬さ評価方法において、さらに、
前記硬さ基準情報取得ステップは、前記基準物体の表面における前記X線の回折状態と同表面下の深さ方向における前記硬度分布との関係を表す前記硬さ基準情報を、前記基準物体の表面における複数の回折面ごとに取得し、
前記硬度分布特定ステップは、
前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された前記複数の回折面ごとの各硬さ基準情報のうちの少なくとも1つの硬さ基準情報と、前記回折X線情報取得ステップにて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表面下の硬度分布を仮特定する仮特定ステップと、
前記仮特定ステップにて仮特定された前記硬度分布に応じて、前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された前記複数の硬さ基準情報のうちの1つの硬さ基準情報を選択する硬さ基準情報選択ステップとを含み、
前記硬さ基準情報選択ステップにて選択された硬さ基準情報を用いて、前記検体の表面下の硬度分布を特定する非破壊硬さ評価方法。 - 請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載の非破壊硬さ評価方法において、
前記回折X線情報取得ステップは、前記検体の表面における互いに異なる複数の位置ごとにそれぞれ前記回折X線情報を取得し、
前記硬さ状態評価ステップは、前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得ステップにて取得された複数の回折X線情報とを用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価方法。 - 請求項3ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載の非破壊硬さ評価方法において、
物体の表層を硬化させる表面硬化処理を施した前記検体に対して前記X線回折を行い、基準の回折線幅と表面硬度との関係および深さと硬度との関係から、前記検体の表面硬度と硬化層深さとを推測することを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項3ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載の非破壊硬さ評価方法において、
物体の表層を硬化させる表面硬化処理を施した基準物体に対してX線回折を行って回折線幅と表面硬度との関係基準および破壊試験を行って深さと硬度との関係基準を予め求めておき、前記表面硬化処理を施した前記検体に対してX線回折を行い、その結果を回折線幅と表面硬度との関係基準と対照させて前記検体の表面硬度を推測すると共に、該推測表面硬度を深さと硬度との関係基準と対照させて前記検体の硬化層深さを推測することを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項6または請求項7に記載の非破壊硬さ評価方法において、
基準の組織以外の結晶相が形成された場合をX線回折の対象となる物体に含まれる組織の各結晶相の複数の回折面から回折される回折X線の回折強度の角度依存性を表すX線回折パターンとの非類似性から判断することを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項6ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載の非破壊硬さ評価方法において、
少なくともマルテンサイト相とフェライト相とが存在する前記検体を評価することを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項6または請求項7に記載の非破壊硬さ評価方法において、
前記表面硬化処理を施した前記基準物体に対してX線回折を行って回折線幅と表面硬度との関係基準を予め求めておくに当たって、回折線幅は特定の回折面におけるものを用いることを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項6または請求項7に記載の非破壊硬さ評価方法において、
前記表面硬化処理を施した基準物体に対してX線回折を行って回折線幅と表面硬度との関係基準を予め求めておくに当たって、回折線幅は幾つかの回折面におけるそれぞれの最高値と最低値間にわたり規格化したものを用いることを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項6または請求項7に記載の非破壊硬さ評価方法において、
2/5値幅の回折線幅を指標として前記検体の表面硬度を推測することを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項6または請求項7に記載の非破壊硬さ評価方法において、
X線としてCr−Kα線または白色X線を用いることを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項6または請求項7に記載の非破壊硬さ評価方法において、
X線の照射領域をコリメータにて絞ることを特徴とする非破壊硬さ評価方法。 - 請求項14に記載の非破壊硬さ評価方法において、X線の照射面積が0.008〜5.0mm2であることを特徴とする非破壊硬さ評価方法。
- 請求項1に記載の非破壊硬さ評価方法において、
前記硬さ基準情報および前記回折X線情報は、前記X線回折の対象となる物体に含まれる組織の各結晶相の複数の回折面から回折される回折X線の回折強度の角度依存性を表す回折パターンをそれぞれ含み、
前記硬さ状態評価ステップは、
前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された硬さ基準情報における前記回折パターンと前記回折X線情報取得ステップにて取得された回折X線情報における前記回折パターンとを比較する比較ステップを含み、
前記比較ステップによる比較結果に基づいて前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価方法。 - 請求項2ないし請求項15のうちのいずれか1つに記載の非破壊硬さ評価方法において、さらに、
前記硬さ基準情報および前記回折X線情報は、前記X線回折の対象となる物体に含まれる組織の各結晶相の複数の回折面から回折される回折X線の回折強度の角度依存性を表す回折パターンをそれぞれ含み、
前記硬さ状態評価ステップは、
前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された硬さ基準情報における前記回折パターンと前記回折X線情報取得ステップにて取得された回折X線情報における前記回折パターンとを比較する比較ステップと、
前記比較ステップによる比較結果に応じて、さらに、前記硬さ基準情報取得ステップにて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得ステップにて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価方法。 - 物体の表層の硬さの状態を非破壊で評価する非破壊硬さ評価装置において、
前記評価の基準となる硬さの状態を有する基準物体の表面に対してX線回折を行い、同基準物体の表面から回折された回折X線に基づく硬さ基準情報を取得する硬さ基準情報取得手段と、
前記評価の対象となる検体の表面に対して前記X線回折を行い、同検体の表面から回折された回折X線に基づく回折X線情報を取得する回折X線情報取得手段と、
前記硬さ基準情報取得手段にて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得手段にて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する硬さ状態評価手段とを備えることを特徴とする非破壊硬さ評価装置。 - 請求項18に記載の非破壊硬さ評価装置において、
前記硬さ基準情報は、前記基準物体の表面における前記X線の回折状態と同表面における硬度との関係を表す情報を含み、
前記回折X線情報は、前記検体の表面における前記X線の回折状態を表す情報を含み、
前記硬さ状態評価手段は、
前記硬さ基準情報取得手段にて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得手段にて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表面の硬度を特定する硬度特定手段を備え、
前記硬度特定手段にて特定された硬度を用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価装置。 - 請求項18または請求項19に記載の非破壊硬さ評価装置において、
前記硬さ基準情報は、前記基準物体の表面における前記X線の回折状態と同表面下の深さ方向における硬度分布との関係を表す情報を含み、
前記回折X線情報は、前記検体の表面における前記X線の回折状態を表す情報を含み、
前記硬さ状態評価手段は、
前記硬さ基準情報取得手段にて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得手段にて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表面下の硬度分布を特定する硬度分布特定手段を備え、
前記硬度分布特定手段にて特定された硬度分布を用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価装置。 - 請求項20に記載の非破壊硬さ評価装置において、さらに、
前記硬さ基準情報取得手段は、前記基準物体の表面における前記X線の回折状態と同表面下の深さ方向における前記硬度分布との関係を表す前記硬さ基準情報を、前記基準物体の表面における複数の回折面ごとに取得し、
前記硬度分布特定手段は、
前記硬さ基準情報取得手段にて取得された前記複数の回折面ごとの各硬さ基準情報のうちの少なくとも1つの硬さ基準情報と、前記回折X線情報取得手段にて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表面下の硬度分布を仮特定する仮特定手段と、
前記仮特定手段にて仮特定された前記硬度分布に応じて、前記硬さ基準情報取得手段にて取得された前記複数の硬さ基準情報のうちの1つの硬さ基準情報を選択する硬さ基準情報選択手段とを備え、
前記硬さ基準情報選択手段にて選択された硬さ基準情報を用いて、前記検体の表面下の硬度分布を特定する非破壊硬さ評価装置。 - 請求項18ないし請求項21のうちのいずれか1つに記載の非破壊硬さ評価方法において、
前記回折X線情報取得手段は、前記検体の表面における互いに異なる複数の位置ごとにそれぞれ前記回折X線情報を取得し、
前記硬さ状態評価手段は、前記硬さ基準情報取得手段にて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得手段にて取得された複数の回折X線情報とを用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価装置。 - 請求項20ないし請求項22のうちのいずれか1つに記載の非破壊硬さ評価装置において、X線回折を行う計測装置と、該計測装置からの信号を取込んで所定のデータ処理を行う計測信号取込部と、物体の表層を硬化させる表面硬化処理を施した前記基準物体の回折線幅と表面硬度との関係基準および深さと硬度との関係基準を記憶している関係基準記憶部と、該関係基準記憶部からの関係基準と前記計測信号取込部からの計測値とにより、前記表面硬化処理を施した前記検体の表面硬度と硬度分布とを推測する評価部とを有することを特徴とする非破壊硬さ評価装置。
- 請求項18に記載の非破壊硬さ評価装置において、
前記硬さ基準情報および前記回折X線情報は、前記X線回折の対象となる物体に含まれる組織の各結晶相の複数の回折面から回折される回折X線の回折強度の角度依存性を表す回折パターンをそれぞれ含み、
前記硬さ状態評価手段は、
前記硬さ基準情報取得手段にて取得された硬さ基準情報における前記回折パターンと前記回折X線情報取得手段にて取得された回折X線情報における前記回折パターンとを比較する比較手段を備え、
前記比較手段による比較結果に基づいて前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価装置。 - 請求項19ないし請求項23のうちのいずれか1つに記載の非破壊硬さ評価装置において、さらに、
前記硬さ基準情報および前記回折X線情報は、前記X線回折の対象となる物体に含まれる組織の各結晶相の複数の回折面から回折される回折X線の回折強度の角度依存性を表す回折パターンをそれぞれ含み、
前記硬さ状態評価手段は、
前記硬さ基準情報取得手段にて取得された硬さ基準情報における前記回折パターンと前記回折X線情報取得手段にて取得された回折X線情報における前記回折パターンとを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて、さらに、前記硬さ基準情報取得手段にて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得手段にて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表層の硬さの状態を評価する非破壊硬さ評価装置。 - 物体の表層の硬さの状態を非破壊で評価する際に利用され、前記表層の硬さの状態を表す情報を表示する硬さ測定装置において、
前記評価の基準となる硬さの状態を有する基準物体の表面に対してX線回折を行い、同基準物体の表面から回折された回折X線に基づく硬さ基準情報を取得する硬さ基準情報取得手段と、
前記評価の対象となる検体の表面に対して前記X線回折を行い、同検体の表面から回折された回折X線に基づく回折X線情報を取得する回折X線情報取得手段と、
前記硬さ基準情報取得手段にて取得された硬さ基準情報と前記回折X線情報取得手段にて取得された回折X線情報とを用いて、前記検体の表層の硬さの状態を表す硬さ情報を生成する硬さ情報生成手段と、
前記硬さ情報生成手段にて生成された硬さ情報を表示する情報表示手段とを備えることを特徴とする硬さ測定装置。
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