JPH02236444A - 残留オーステナイト量測定方法及び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、恒温変態測定方法及びそれに使用する恒温変
態測定装置に関するものである。さらに詳しくいえば、
本発明は、鋼、鋳鉄などの熱旭理における恒温変態速度
あるし・は残留オーステナイト量などを容易にかつ正確
に測定する方法及び該方法を簡単に行いうる恒温変態測
定装置に関するものである。

従来の技術 鋼、鋳鉄などの鉄鋼試料の恒温熱処理は、試料に強さと
靭性を付与する重要な熱児理法であるが、この熱処理法
を行う上で鉄鋼試料の恒温変態曲線（ＴＴＴ曲線）が基
本線図として重要である。従来、このＴＴＴ曲線を求め
るには、硬度測定法、組織観察法、Ｘ線回折法等によっ
ていたが、これらの方法はいずれも、所定温度における
変態速度を求めるためには多数の試料を必要とし多大の
時間と労力を要する上に、なおかつそれでも信頼性や客
観性に欠ける面が否めないことから、近年は膨張測定法
が多用されている。

この膨張測定法は、棒状の試料を高周波加熱炉などの温
度制御における応答性の良好な加熱炉により９００℃程
度のオーステナイト（γ）域まで加熱して保持したのち
、試料に空気、窒素、アルゴンなどを吹き付け、変態点
以下の所定温度まで急冷して保持し、γからペイナイト
あるいはバーライトなどへの相変態に伴う膨張を、石英
管にて差動トランスに導き測定するものである。この方
法は所定温度における変態速度を１個の試料の膨張測定
だけで簡単に決定することができる利点があるものの、
膨張測定の機構上の制約から冷却態の小さい気体しか用
いることができないために試料を急冷することができず
、またその気体の流量制御が機械的であるために制御の
応答性が良好でなく、流量を多くすると石英製の測定治
具を揺し膨張測定が不可能になるなどの問題がある。さ
らに看過できない問題は、変態点より過冷された試料は
潜熱を放出するために正確な温度制御が非常に難しくな
る点である。近年の向上した温度制御技術をもってして
も、試料の冷却から安定した恒温変態温度に達し、温度
が安定するまでにはｌＯ〜１５秒を要し、それより変態
開始時間が短かいものでは変態速度の測定が不可能であ
った。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来の膨張測定法の温度制御に時
間がかかりすぎるという欠点を克服し、温度制御を速や
かに行い高精度の恒温変態曲線を求めることが可能な恒
温変態測定方法、及びそれに使用する恒温変態測定装置
を提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、前記の優れた特徴をもつ恒温変態測定方
法及び恒温変態測定装置を開発するために種々研究を重
ねた結果、冷却能の大きい冷却媒体を用いるとともに、
変態測定を磁力を用いた非接触型式で行う測定方法及び
それを簡単に行える測定装置がその目的に適合すること
を見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。

すなわち、本発明は、変態点を有する金属試料を加熱し
たのち、加熱された試料を恒温塩浴に投入して冷却を行
わせるとともに、その間経時的に磁性変化を測定し、磁
力の強さの変化量を検知することを特徴とする恒温変態
速度の測定方法、残留オーステナイトを含有する鉄鋼試
料を恒温塩浴に投入して保持し、その間経時的に磁性変
化を測定し、磁力の強さの変化量を検知することを特徴
とする残留オーステナイト量の測定方法、及び変態点を
有する金属試料の把持手段を備えた加熱装置と、この加
熱された試料を冷却するための恒温塩浴槽とを上下に配
置し、かつ恒温塩浴槽に接して試料の磁性変化を測定す
るための磁性測定装置を配置するとともに、必要に応じ
て前記金属試料を把持手段から解除するようにした恒温
変態測定装置を提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の測定方法においては、先ず、変態点を有する金
属試料を加熱することにより、該金属試料を所定の変態
相とすることが必要である。次いで、この加熱されて所
定の変態相になった試料を恒温塩浴に投入して冷却を行
わせることが必要である。この冷却は恒温状態で行われ
、その間恒温変態が進行して別の所定の変態相が形成さ
れる。

さらに、このような冷却とともに、その間経時的に磁性
変化を測定し、磁力の強さの急激な上昇時点を検知する
ことが必要である。

本発明方法において試料として用いる変態点を有する金
属としては、例えば鋳鉄のような鉄鋼材料、ケイ素鋼な
どが挙げられる。

本発明方法において冷却浴として用いる塩としては、恒
温の溶融状態を形成し、かつ冷却能の大きいものが好ま
しく、このようなものとしては、例えば種々の硝酸塩、
炭酸塩、ハロゲン化物などの通常塩浴に用いられるもの
が挙げられ、なかでも特に硝酸ナトリウム、硝酸カリ、
炭厳ナトリウム（３２）十炭酸カリ（２５）十炭酸リチ
ウム（４３）が好ましい。

また、本発明方法においては、残留オーステナイトを含
有する鉄鋼を試料に用い、当該試料に前記した磁気測定
方法を適用することによって残留オーステナイト量を測
定することもできる。

次に、このような測定方法に用いられる本発明の恒温変
態測定装置は、変態点を有する金属試料の把持手段を備
えた加熱装置と、この加熱された試料を冷却するための
恒温塩浴槽とを上下に配置し、かつ恒温塩浴槽に接して
試料の磁性変化を測定するための磁性測定装置を配置す
るとともに、必要に応じて前記金属試料を把持手段から
解除するようにしたものである。

この装置は、変態点を有する金属試料を、その把持手段
を備えｌ；加熱装置により、所定の変態相とするべく所
定温度に加熱し、この加熱された試料は塩浴加熱装置に
より恒温とされた塩浴槽中で所定温度に冷却され恒温変
態されるとともに、磁性測定装置により前記のように磁
性変化を測定するようになっている。

このような装置の具体例としては、例えば装置上部に配
設された高温加熱炉にて、該加熱炉に備えた把持手段に
より把持されたコイン状等の試料を加熱したのち、該把
持手段を解除して試料を恒温塩浴槽中に落下させる。塩
浴槽は、各種の気体に比べはるかに冷却能４こ擾れてお
り、試料は直ちに恒温変態温度に達する。この塩浴槽の
下部の電磁平衡式の計量計、例えば天びんに装着された
磁石等の磁性材料により試料投入後の磁性の変化を測定
し恒温変態速度や残留オーステナイト量を求める。この
ように磁力を利用した非接触測定手段を用いることによ
り、試料の液体冷却がはじめて可能になる。

次に、図面により本発明をより具体的に説明する。第１
図は、本発明装置の１例であって、１は電磁平衡型の上
皿天びんであり、出力２により秤量を記録する。この天
びんの上皿３の上に支持台４を載置し、この支持台４の
上端にフエライト磁石５を接着剤等で固着する。この磁
石５のまわりには温度によって磁石の保持力が変化しな
いようにあるいは磁石がキュリー点を超えないように水
冷管６が配置されている。水冷管６のまわりは耐火物７
によって覆われている。耐火物７の上部では塩浴加熱炉
１３により、磁性るつぼＩＯの中の塩９を融解する。塩
９は温度制御用熱電対ｌ２によって一定温度に保たれる
とともに、熱電対１１によって正確な温度が測定される
。塩浴加熱炉Ｉ３は耐火物製の蓋ｌ４によって封止され
、その上に耐火物製の保護管１７ａ，１７ｂで包囲され
た光電管発光部ｌ５と受光部１６が設置され、またその
上には耐火物１８ａ，１８ｂによって包囲された高温加
熱炉Ｉ９が配設されている。高温加熱炉ｌ９内には雰囲
気制御用の不活性ガスが石英管２０から導入される。

このような装置を用いて行われる変態測定方法は、例え
ば以下のようにして行われる。

先ず、高温加熱炉ｌ９を９００゜Ｃ程度のオーステナイ
ト域まで加熱し、８ｂで示す位置に試料をステンレスワ
イヤー２２で吊り下げ、これをクリップ２３で固定する
。次いで、所定時間保持後、クリップをはずして試料を
塩浴中へ落下させる。この際の落下時間を光電管で記録
して磁力変化測定の開始時間とする。試料は直ちに冷却
され恒温変態を開始する。このようにして変態により試
料の磁性が増加し磁石５を引き付けることによって生じ
る減量分が天びんｌに示され記録計に表示される。この
天びんは電磁平衡式であるため荷重が変化しても皿の位
置は上下方向に変位しない。従って、試料と磁石間の距
離は変化せず荷重への影響を受けない。

発明の効果 本発明によれば、変態測定を磁性変化の測定に基づいて
求め、磁力を利用した非接触測定手段を用いることから
、試料の冷却には冷却能の大きい塩浴を用いることがで
きるので、変態開始時間の短かい試料でも精度良く変態
速度を測定することができる。

実施例 次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 第１図の装置を用いて、外径２２＋＋＋ｍ　Ｉ、厚さ２
朋の円盤で、かつ中心部に５ｍｌＩ１一の穴を設けた球
状黒鉛鋳鉄試料を、９００゜Ｃで高温加熱したのち、１
４０９の硝酸塩浴から成る５００℃の恒温槽に投入して
変態速度を測定した。磁石にはｌ５朋−Ｘｌ５朋の７エ
ライト磁石を用い、磁石とるつぼとの間の距離は約２５
１とした。

測定結果を第２図に示した。ただし、変態量はＰ／Ｐｏ
の相対値で示した。ここでＰｏは変態終了後の磁力の強
さである。この図から明らかなように、鋳鉄のように恒
温変態曲線の７ーズの範囲が小さい試料でも、極めて明
瞭な変態開始点Ｂｓ及び終了点Ｂｆを測定することがで
きる。

実施例２ 第１図の装置を用いて、残留オーステナイト量約３５％
を有するものを用いる以外は実施例ｌと同様の試料を用
い、この試料を完全にオーステナイトが消失する温度で
ある６００’Ｏに保持し、磁性変化を測定した。その結
果を第３図に示した。残留オーステナイト量はｌ　−Ｐ
／Ｐｏで示される。

次に、残留オーステナイト量が異なる球状黒鉛鋳鉄試料
について、その量を上記の装置を用いて求め、Ｘ線法と
比較した。その結果を次表に示しｔ；。両者の数値は良
く類似している上に、組織観察、硬度測定などの結果か
ら、本発明装置による測定値の方が信頼性が高いことが
分った。

試料名 残留オーステナイト量（％） Ｘ線法　　　本発明方法

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明装置の１例の説明縦断面図、第２図は実
施例ｌで測定された磁力の強さと恒温変態速度との関係
を示すグラフ、第３図は実施例２で測定された磁力の強
さと恒温変態速度との関係を示すグラフである。 特許出験人　工業技術院長　飯塚幸三 （ほかｌ名） 復代理人阿 形 明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　変態点を有する金属試料を加熱したのち、加熱され
   た試料を恒温塩浴に投入して冷却を行わせるとともに、
   その間経時的に磁性変化を測定し、磁力の強さの変化量
   を検知することを特徴とする恒温変態速度の測定方法。 ２　変態点を有する金属試料が鉄鋼試料である請求項１
   記載の恒温変態速度の測定方法。 ３　残留オーステナイトを含有する鉄鋼試料を恒温塩浴
   に投入して、その間経時的に磁性変化を測定し、磁力の
   強さの変化量を検知することを特徴とする残留オーステ
   ナイト量の測定方法。 ４　変態点を有する金属試料の把持手段を備えた加熱装
   置と、この加熱された試料を冷却するために接して試料
   の磁性変化を測定するための磁性測定装置を配置すると
   ともに、必要に応じて前記金属試料を把持手段から解除
   するようにした恒温変態測定装置。 ５　磁性測定装置が磁性材料を介して磁性測定を行うよ
   うにして成る請求項４記載の恒温変態測定装置。 ６　変態点を有する金属試料が鉄鋼試料である請求項４
   又は５記載の恒温変態測定装置。