JPH06347449A - 金属薄板の結晶粒径評価法 - Google Patents
金属薄板の結晶粒径評価法Info
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- JPH06347449A JPH06347449A JP5137880A JP13788093A JPH06347449A JP H06347449 A JPH06347449 A JP H06347449A JP 5137880 A JP5137880 A JP 5137880A JP 13788093 A JP13788093 A JP 13788093A JP H06347449 A JPH06347449 A JP H06347449A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波を用いて非破壊的に、鉄鋼、ステンレ
ス、アルミニウムなど金属薄板の結晶粒径を測定する方
法に関し、特にオンラインでの測定にも用いることので
きる結晶粒径測定方法を提供すること。 【構成】 金属薄板２の板厚方向に伝播する超音波を発
生ならびに検出すために発受信コイル１と静磁場を該金
属系薄板内部に与える磁石３から構成されたトランスデ
ューサーを用いる共振電磁超音波測定法において、発受
信コイル１に流すバースト波あるいは正弦波の高周波電
流の周波数を掃引し、板厚方向に伝播する超音波スペク
トラムを測定することにより、共振周波数における受信
信号振幅を求めることによって、該金属系薄板の平均結
晶粒径を評価する。
ス、アルミニウムなど金属薄板の結晶粒径を測定する方
法に関し、特にオンラインでの測定にも用いることので
きる結晶粒径測定方法を提供すること。 【構成】 金属薄板２の板厚方向に伝播する超音波を発
生ならびに検出すために発受信コイル１と静磁場を該金
属系薄板内部に与える磁石３から構成されたトランスデ
ューサーを用いる共振電磁超音波測定法において、発受
信コイル１に流すバースト波あるいは正弦波の高周波電
流の周波数を掃引し、板厚方向に伝播する超音波スペク
トラムを測定することにより、共振周波数における受信
信号振幅を求めることによって、該金属系薄板の平均結
晶粒径を評価する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて非破壊
的に、鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなど金属薄板の
結晶粒径を測定する方法に関し、特にオンラインでの測
定にも用いることのできる結晶粒径測定方法に関する。
的に、鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなど金属薄板の
結晶粒径を測定する方法に関し、特にオンラインでの測
定にも用いることのできる結晶粒径測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、従来の超音波を用いた結晶粒径測
定技術を述べる。超音波を用いた結晶粒径測定において
は、超音波の減衰と結晶粒径との間にある相関関係が用
いられる。超音波減衰と結晶粒径との相関に関してよく
知られた事項を示す。例えば、N.Mercier （Ultrasonic
s International 1985 Conf. Pro., p. 64）は金属中の
結晶粒径を求めるために、超音波減衰が塑性ヒステリシ
スとレイリー散乱に依存すると仮定した。すなわち、ｆ
を周波数、ＡおよびＢを定数として、超音波減衰は塑性
ヒステリシスの項Ａｆと、レイリー散乱の項Ｂｆ4の
和、Ａｆ＋Ｂｆ4 に従い、さらに係数Ｂは平均結晶体積
または平均結晶粒径Ｄの３乗に比例するとしている。た
だしこの関係式は平均結晶粒径Ｄが超音波波長に比べて
十分小さい場合に成立する。一方、平均結晶粒径Ｄが超
音波波長に比して同程度か大きい場合には、超音波減衰
は別の関係式で表現され、例えば、S.Serabian（Brit.
J. of Nondestr. Test., vol. 22, p.69, 1980）などに
関係式は記載されている。これらの関係式を用いること
により、超音波減衰の測定値から結晶粒径を求めること
ができる。
定技術を述べる。超音波を用いた結晶粒径測定において
は、超音波の減衰と結晶粒径との間にある相関関係が用
いられる。超音波減衰と結晶粒径との相関に関してよく
知られた事項を示す。例えば、N.Mercier （Ultrasonic
s International 1985 Conf. Pro., p. 64）は金属中の
結晶粒径を求めるために、超音波減衰が塑性ヒステリシ
スとレイリー散乱に依存すると仮定した。すなわち、ｆ
を周波数、ＡおよびＢを定数として、超音波減衰は塑性
ヒステリシスの項Ａｆと、レイリー散乱の項Ｂｆ4の
和、Ａｆ＋Ｂｆ4 に従い、さらに係数Ｂは平均結晶体積
または平均結晶粒径Ｄの３乗に比例するとしている。た
だしこの関係式は平均結晶粒径Ｄが超音波波長に比べて
十分小さい場合に成立する。一方、平均結晶粒径Ｄが超
音波波長に比して同程度か大きい場合には、超音波減衰
は別の関係式で表現され、例えば、S.Serabian（Brit.
J. of Nondestr. Test., vol. 22, p.69, 1980）などに
関係式は記載されている。これらの関係式を用いること
により、超音波減衰の測定値から結晶粒径を求めること
ができる。
【０００３】超音波の減衰を求めるためには、一般にパ
ルスエコー法が用いられる。パルスエコー法では、板厚
ｄが既知の金属板に対して板厚方向に超音波を伝播さ
せ、金属板の上下面間で多重反射する超音波パルスエコ
ーの振幅を測定する。減衰係数αとすると、超音波パル
スの振幅はｅｘｐ（−２αｄ）で減衰することから、減
衰係数αを測定できる。また、板厚ｄが既知でない場合
は、金属板の音速と、該超音波パルスエコーの時間間隔
から板厚ｄを求めた後、上記と同様の方法により超音波
減衰を測定できる。この例として特開昭６０ー３５２５
３号がある。
ルスエコー法が用いられる。パルスエコー法では、板厚
ｄが既知の金属板に対して板厚方向に超音波を伝播さ
せ、金属板の上下面間で多重反射する超音波パルスエコ
ーの振幅を測定する。減衰係数αとすると、超音波パル
スの振幅はｅｘｐ（−２αｄ）で減衰することから、減
衰係数αを測定できる。また、板厚ｄが既知でない場合
は、金属板の音速と、該超音波パルスエコーの時間間隔
から板厚ｄを求めた後、上記と同様の方法により超音波
減衰を測定できる。この例として特開昭６０ー３５２５
３号がある。
【０００４】一般に上記のパルスエコー法に用いられる
超音波トランスデューサーは圧電振動子または薄膜振動
子トランスデューサーである。しかしながらこれらのト
ランスデューサーを用いた測定には、水、油等の液体の
音響結合媒質が必要であり、金属薄板表面を汚すという
問題がある。
超音波トランスデューサーは圧電振動子または薄膜振動
子トランスデューサーである。しかしながらこれらのト
ランスデューサーを用いた測定には、水、油等の液体の
音響結合媒質が必要であり、金属薄板表面を汚すという
問題がある。
【０００５】これに対し、電磁超音波トランスデューサ
ーは、使用する際に音響結合媒質を必要としないという
利点を持っている。しかしながら、電磁超音波トランス
デューサーを用いたパルスエコー法においては、圧電振
動子または薄膜振動子トランスデューサーを用いた場合
と比べ、感度が３桁程度低いために正確な測定が難しい
という問題がある。
ーは、使用する際に音響結合媒質を必要としないという
利点を持っている。しかしながら、電磁超音波トランス
デューサーを用いたパルスエコー法においては、圧電振
動子または薄膜振動子トランスデューサーを用いた場合
と比べ、感度が３桁程度低いために正確な測定が難しい
という問題がある。
【０００６】電磁超音波トランスデューサーを用いた測
定法の一種である共振電磁超音波法は、板厚方向に伝播
する超音波のバースト波または正弦波を発・受信させ、
特定周波数の超音波が板厚に対し、共振を起こす現象を
捉える超音波測定方法であるが、音響結合媒質を必要と
せず、かつ感度も高いためオンライン測定にも適したも
のであるといえる。
定法の一種である共振電磁超音波法は、板厚方向に伝播
する超音波のバースト波または正弦波を発・受信させ、
特定周波数の超音波が板厚に対し、共振を起こす現象を
捉える超音波測定方法であるが、音響結合媒質を必要と
せず、かつ感度も高いためオンライン測定にも適したも
のであるといえる。
【０００７】金属薄板に対して共振電磁超音波法が用い
られた例として、冷延鋼板のヤング率および塑性歪比の
測定に用いられた例を示す（例えば、K.Kawashima,J.Ac
oust.Soc.Am.,87,p.681,1990）。図１は、共振電磁超音
波法におけるトランスデューサーと金属薄板の配置を示
す。電磁超音波トランスデューサーは発・受信コイル１
と金属薄板２に静磁場を与える永久磁石または電磁石３
から構成される。発・受信コイル１は、バースト波状、
あるいは正弦波状の電流で励振され、該金属薄板２中に
渦電流を生じさせる。渦電流は、静磁場と相互作用し
て、励振する電流と同じ周波数の超音波を該金属薄板２
中に生じさせる。これらは、該金属薄板の板厚方向に伝
播する横または縦方向に偏波した波で、該金属薄板上面
４、下面５の間で多重反射する。該金属薄板上面近傍の
超音波の動きは該金属薄板中に正弦波状の電流を生じ、
さらにそれによる磁場は、発・受信コイル１に正弦波状
の電圧を生じさせる。これをアンプで増幅しその振幅を
記録する。さらにこのとき、励振電流を低い周波数ｆ1
から高い周波数ｆ2 まで周波数掃引して、受信信号振幅
を波数の関数として測定すると、超音波の共振スペクト
ラムを得ることができる。周波数が、音速ｖ、板厚ｄと
してｖ／（２ｄ）の整数倍のとき、板厚共振現象により
スペクトラム上に共振ピークが現れ、その共振周波数を
測定することにより、冷延鋼板のヤング率および塑性歪
比などを求めることができる。
られた例として、冷延鋼板のヤング率および塑性歪比の
測定に用いられた例を示す（例えば、K.Kawashima,J.Ac
oust.Soc.Am.,87,p.681,1990）。図１は、共振電磁超音
波法におけるトランスデューサーと金属薄板の配置を示
す。電磁超音波トランスデューサーは発・受信コイル１
と金属薄板２に静磁場を与える永久磁石または電磁石３
から構成される。発・受信コイル１は、バースト波状、
あるいは正弦波状の電流で励振され、該金属薄板２中に
渦電流を生じさせる。渦電流は、静磁場と相互作用し
て、励振する電流と同じ周波数の超音波を該金属薄板２
中に生じさせる。これらは、該金属薄板の板厚方向に伝
播する横または縦方向に偏波した波で、該金属薄板上面
４、下面５の間で多重反射する。該金属薄板上面近傍の
超音波の動きは該金属薄板中に正弦波状の電流を生じ、
さらにそれによる磁場は、発・受信コイル１に正弦波状
の電圧を生じさせる。これをアンプで増幅しその振幅を
記録する。さらにこのとき、励振電流を低い周波数ｆ1
から高い周波数ｆ2 まで周波数掃引して、受信信号振幅
を波数の関数として測定すると、超音波の共振スペクト
ラムを得ることができる。周波数が、音速ｖ、板厚ｄと
してｖ／（２ｄ）の整数倍のとき、板厚共振現象により
スペクトラム上に共振ピークが現れ、その共振周波数を
測定することにより、冷延鋼板のヤング率および塑性歪
比などを求めることができる。
【０００８】このように従来、共振電磁超音波法は、超
音波が板厚方向で共振を起こす周波数を測定し、その共
振周波数情報を利用して、被測定材の材質測定などに用
いられてきたものであり、受信信号強度の情報を利用し
た例はなかった。
音波が板厚方向で共振を起こす周波数を測定し、その共
振周波数情報を利用して、被測定材の材質測定などに用
いられてきたものであり、受信信号強度の情報を利用し
た例はなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、超音波
結晶粒径測定では一般にパルスエコー法が用いられる
が、この測定方法は、被測定材が板厚３mm以下であるよ
うな薄い場合、板厚が薄いほど多重エコーの時間間隔が
密になって測定精度が低下するという問題があり、薄板
に対して適用することが難しかった。
結晶粒径測定では一般にパルスエコー法が用いられる
が、この測定方法は、被測定材が板厚３mm以下であるよ
うな薄い場合、板厚が薄いほど多重エコーの時間間隔が
密になって測定精度が低下するという問題があり、薄板
に対して適用することが難しかった。
【００１０】本発明は、金属の薄い板に対しても適用可
能で、かつ迅速な測定でオンライン測定への利用も可能
な方法を提供しようとするものである。
能で、かつ迅速な測定でオンライン測定への利用も可能
な方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は金属薄板の板厚方向に伝播する超音波を発
生ならびに検出する共振電磁超音波測定法を用いて、周
波数を掃引し、各々の周波数における受信信号振幅を測
定し、厚み共振を起こす周波数における受信信号振幅を
求め、該受信信号振幅と該金属薄板の結晶粒径との関係
を、結晶粒径の異なる複数の金属薄板について測定する
ことによって予め実験式として求め、次に評価する金属
薄板について、共振電磁超音波法を用いて厚み共振を起
こす周波数における受信信号振幅を測定し、前記実験式
に代入して結晶粒径を求めることを特徴とする金属薄板
の結晶粒径評価法である。
に、本発明は金属薄板の板厚方向に伝播する超音波を発
生ならびに検出する共振電磁超音波測定法を用いて、周
波数を掃引し、各々の周波数における受信信号振幅を測
定し、厚み共振を起こす周波数における受信信号振幅を
求め、該受信信号振幅と該金属薄板の結晶粒径との関係
を、結晶粒径の異なる複数の金属薄板について測定する
ことによって予め実験式として求め、次に評価する金属
薄板について、共振電磁超音波法を用いて厚み共振を起
こす周波数における受信信号振幅を測定し、前記実験式
に代入して結晶粒径を求めることを特徴とする金属薄板
の結晶粒径評価法である。
【００１２】
【作用】共振電磁超音波法を用いて、バースト波または
正弦波を、低い周波数ｆ1 から高い周波数ｆ2 までコイ
ルに流す電流の周波数を変化させ、各々の周波数におけ
る受信信号振幅を測定する。測定した受信信号振幅のう
ち、共振周波数における信号振幅は被測定体材料固有の
超音波減衰を強く反映している。一方、超音波減衰は被
測定体の結晶粒径や超音波周波数、あるいは被測定体中
の磁束密度などに依存している。
正弦波を、低い周波数ｆ1 から高い周波数ｆ2 までコイ
ルに流す電流の周波数を変化させ、各々の周波数におけ
る受信信号振幅を測定する。測定した受信信号振幅のう
ち、共振周波数における信号振幅は被測定体材料固有の
超音波減衰を強く反映している。一方、超音波減衰は被
測定体の結晶粒径や超音波周波数、あるいは被測定体中
の磁束密度などに依存している。
【００１３】これらのことから、測定に用いる超音波周
波数、被測定体中の磁束密度などをほぼ一定にすれば、
共振周波数において受信した信号振幅と被測定体中の結
晶粒径は特定の関係を示すことを見いだし、本発明にお
いて利用している。
波数、被測定体中の磁束密度などをほぼ一定にすれば、
共振周波数において受信した信号振幅と被測定体中の結
晶粒径は特定の関係を示すことを見いだし、本発明にお
いて利用している。
【００１４】ここではまず、共振周波数における受信信
号振幅と結晶粒径の関係を実験式として、あらかじめ結
晶粒径の異なる複数の金属薄板について測定することに
よって求める。そして次に、評価しようとする金属薄板
について、共振電磁超音波法を用いて厚み共振を起こす
周波数における受信信号振幅を測定し、前記実験式に代
入して結晶粒径を求める。
号振幅と結晶粒径の関係を実験式として、あらかじめ結
晶粒径の異なる複数の金属薄板について測定することに
よって求める。そして次に、評価しようとする金属薄板
について、共振電磁超音波法を用いて厚み共振を起こす
周波数における受信信号振幅を測定し、前記実験式に代
入して結晶粒径を求める。
【００１５】なお、従来の共振電磁超音波法では、超音
波が板厚方向で共振を起こす周波数を求めて材質測定な
どに利用してきたが、本発明においては従来と異なり、
共振周波数における受信信号強度の情報を利用してい
る。
波が板厚方向で共振を起こす周波数を求めて材質測定な
どに利用してきたが、本発明においては従来と異なり、
共振周波数における受信信号強度の情報を利用してい
る。
【００１６】共振周波数は被測定体の材質、板厚に依存
するため、材質、板厚の異なる被測定体に対して本発明
を適用する場合は、予め各種の材質、板厚を持つ被測定
体についてそれぞれ上記の実験式を求めておき、測定す
べき金属薄板と最も近い材質、板厚の被測定体で求めた
実験式を用いて、受信信号振幅から結晶粒径を求めれば
よい。
するため、材質、板厚の異なる被測定体に対して本発明
を適用する場合は、予め各種の材質、板厚を持つ被測定
体についてそれぞれ上記の実験式を求めておき、測定す
べき金属薄板と最も近い材質、板厚の被測定体で求めた
実験式を用いて、受信信号振幅から結晶粒径を求めれば
よい。
【００１７】以上のようにして金属薄板の板厚方向に伝
播する超音波を発生ならびに検出する共振電磁超音波測
定法を用いて、厚み共振を起こす周波数における受信信
号振幅を測定し、予め求めておいた受信信号振幅と結晶
粒径の関係を示す実験式に代入することによって金属薄
板の結晶粒径を評価できる。
播する超音波を発生ならびに検出する共振電磁超音波測
定法を用いて、厚み共振を起こす周波数における受信信
号振幅を測定し、予め求めておいた受信信号振幅と結晶
粒径の関係を示す実験式に代入することによって金属薄
板の結晶粒径を評価できる。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例として、板厚０．８mmの冷延
鋼板に対し、そのＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーを測定した
例を示す。なお、ＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーは結晶粒径
と一意に対応した規格値であるので、ＡＳＴＭ結晶粒度
ナンバーを測定できれば結晶粒径を測定したことと同じ
意味になる。
鋼板に対し、そのＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーを測定した
例を示す。なお、ＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーは結晶粒径
と一意に対応した規格値であるので、ＡＳＴＭ結晶粒度
ナンバーを測定できれば結晶粒径を測定したことと同じ
意味になる。
【００１９】冷延鋼板に対して共振電磁超音波法を適用
すると、被測定体である鋼板中には板厚方向に伝播する
１種の縦波と互いに偏波方向の異なる２種の横波が発生
・検出される。ここでは、この１種の縦波と２種の横波
のうち、縦波が２次の板厚共振を起こす周波数の近傍、
すなわち７．４５〜７．５５MHz を掃引して、その共振
周波数における受信信号振幅を測定した。
すると、被測定体である鋼板中には板厚方向に伝播する
１種の縦波と互いに偏波方向の異なる２種の横波が発生
・検出される。ここでは、この１種の縦波と２種の横波
のうち、縦波が２次の板厚共振を起こす周波数の近傍、
すなわち７．４５〜７．５５MHz を掃引して、その共振
周波数における受信信号振幅を測定した。
【００２０】結晶粒径の異なる２枚の鋼板Ｘ、Ｙについ
て測定した超音波スペクトラムを図２および図３に示
す。測定の結果、共振ピークにおける周波数はどちらも
ほぼ７．５MHz であり、その受信信号振幅は鋼板Ｘ、Ｙ
それぞれ−４７．０dBm 、−２７．５dBm であった。
て測定した超音波スペクトラムを図２および図３に示
す。測定の結果、共振ピークにおける周波数はどちらも
ほぼ７．５MHz であり、その受信信号振幅は鋼板Ｘ、Ｙ
それぞれ−４７．０dBm 、−２７．５dBm であった。
【００２１】この２枚の鋼板は、光学顕微鏡を用いた測
定によりＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーが測定されており、
鋼板Ｘは７．５、鋼板Ｙは１０．０であることがわかっ
ている。
定によりＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーが測定されており、
鋼板Ｘは７．５、鋼板Ｙは１０．０であることがわかっ
ている。
【００２２】同様にして、ＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーの
異なる５枚の冷延鋼板につき、共振周波数における受信
信号振幅を測定した結果を図４に示す。図４のグラフよ
り、受信信号振幅とＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーの関係を
求めることができ、その関係は１次式または多項式で表
すことができる。例えば１次式で表した場合は受信信号
振幅をＰ（単位はdBm ）、ＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーを
Ｒとして、 Ｐ＝８．４７３Ｒ−１１２．２８ また２次式で表した場合は Ｐ＝１．７１Ｒ2 −２２．８４Ｒ＋２８．０９ となっている。このうち受信信号振幅とＡＳＴＭ結晶粒
度ナンバーの関係を２次式で表したものを図５に示す。
異なる５枚の冷延鋼板につき、共振周波数における受信
信号振幅を測定した結果を図４に示す。図４のグラフよ
り、受信信号振幅とＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーの関係を
求めることができ、その関係は１次式または多項式で表
すことができる。例えば１次式で表した場合は受信信号
振幅をＰ（単位はdBm ）、ＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーを
Ｒとして、 Ｐ＝８．４７３Ｒ−１１２．２８ また２次式で表した場合は Ｐ＝１．７１Ｒ2 −２２．８４Ｒ＋２８．０９ となっている。このうち受信信号振幅とＡＳＴＭ結晶粒
度ナンバーの関係を２次式で表したものを図５に示す。
【００２３】これらの実験式を用いることにより、前記
の被測定体と板厚、材質が同様の冷延鋼板について縦波
２次の共振周波数における受信信号振幅を測定すれば、
その冷延鋼板のＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーあるいは結晶
粒径を求めることができる。
の被測定体と板厚、材質が同様の冷延鋼板について縦波
２次の共振周波数における受信信号振幅を測定すれば、
その冷延鋼板のＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーあるいは結晶
粒径を求めることができる。
【００２４】共振周波数は被測定体の材質、板厚に依存
するため、予め各種の材質、板厚を持つ被測定体につい
てそれぞれ上記の実験式を求めておくと都合がよい。例
えば冷延鋼板の場合、板厚が０．１mmピッチ毎の鋼板に
ついてそれぞれ受信信号振幅とＡＳＴＭ結晶粒度ナンバ
ーの関係を示す実験式を求めておき、被測定体の板厚と
最も近いものを実験式として用いればよい。
するため、予め各種の材質、板厚を持つ被測定体につい
てそれぞれ上記の実験式を求めておくと都合がよい。例
えば冷延鋼板の場合、板厚が０．１mmピッチ毎の鋼板に
ついてそれぞれ受信信号振幅とＡＳＴＭ結晶粒度ナンバ
ーの関係を示す実験式を求めておき、被測定体の板厚と
最も近いものを実験式として用いればよい。
【００２５】本発明は従来のパルスエコー法では測定が
困難であった板厚の薄い金属に対しても適用できること
が大きな特徴の一つであるが、厚い板厚の金属に対して
も共振電磁超音波法により共振ピークが測定できる限り
本発明は適用できる。例えば、冷延鋼板、表面処理鋼板
などの鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなどで板厚５０
μｍから１００mmのものであれば測定は十分に可能であ
る。
困難であった板厚の薄い金属に対しても適用できること
が大きな特徴の一つであるが、厚い板厚の金属に対して
も共振電磁超音波法により共振ピークが測定できる限り
本発明は適用できる。例えば、冷延鋼板、表面処理鋼板
などの鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなどで板厚５０
μｍから１００mmのものであれば測定は十分に可能であ
る。
【００２６】さらに、鉄鋼等の金属薄板については、平
均結晶粒径と降伏点応力は強い相関があるので、予め平
均結晶粒径と降伏点応力の関係をオフラインの測定で得
ておき、この関係より本発明の方法で測定された結晶粒
径から、降伏点応力を求めることもできる。あるいは、
共振周波数における受信信号振幅と降伏点応力との関係
を実験により求め、それによって得られた実験式を用い
て、直接、受信信号振幅から降伏点応力を求めることも
できる。
均結晶粒径と降伏点応力は強い相関があるので、予め平
均結晶粒径と降伏点応力の関係をオフラインの測定で得
ておき、この関係より本発明の方法で測定された結晶粒
径から、降伏点応力を求めることもできる。あるいは、
共振周波数における受信信号振幅と降伏点応力との関係
を実験により求め、それによって得られた実験式を用い
て、直接、受信信号振幅から降伏点応力を求めることも
できる。
【００２７】なお、本方法では、発受信コイルは発信お
よび受信兼用として説明したが、発信コイル、受信コイ
ルはそれぞれ発信、受信専用であってもよいし、あるい
は発信用と受信用の２つのトランスデューサーを用いて
測定してもよい。
よび受信兼用として説明したが、発信コイル、受信コイ
ルはそれぞれ発信、受信専用であってもよいし、あるい
は発信用と受信用の２つのトランスデューサーを用いて
測定してもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明により、超音波を用いて非破壊的
に、鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなど金属薄板の結
晶粒径を測定することが可能となる。特に従来のパルス
エコー法などでは測定が困難であった板厚が３mm以下で
あるような薄いものに対しても、結晶粒径の測定ができ
ることが本発明の方法が有利な点である。また、非接触
かつ迅速な測定ができるため、オンラインでの測定にも
容易に応用できる。
に、鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなど金属薄板の結
晶粒径を測定することが可能となる。特に従来のパルス
エコー法などでは測定が困難であった板厚が３mm以下で
あるような薄いものに対しても、結晶粒径の測定ができ
ることが本発明の方法が有利な点である。また、非接触
かつ迅速な測定ができるため、オンラインでの測定にも
容易に応用できる。
【図１】金属薄板の板厚方向に伝播する超音波を共振電
磁超音波法により発生し検出する原理を示す図。
磁超音波法により発生し検出する原理を示す図。
【図２】板厚０．８mmの冷延鋼板Ｘ（ＡＳＴＭ結晶粒度
ナンバー７．５）に対して測定した共振周波数近傍の超
音波スペクトラム。
ナンバー７．５）に対して測定した共振周波数近傍の超
音波スペクトラム。
【図３】板厚０．８mmの冷延鋼板Ｙ（ＡＳＴＭ結晶粒度
ナンバー１０．０）に対して測定した共振周波数近傍の
超音波スペクトラム。
ナンバー１０．０）に対して測定した共振周波数近傍の
超音波スペクトラム。
【図４】板厚０．８mmの冷延鋼板５枚につき、ＡＳＴＭ
結晶粒度ナンバーと共振周波数における受信信号振幅の
関係を測定した図。
結晶粒度ナンバーと共振周波数における受信信号振幅の
関係を測定した図。
【図５】図４において、共振周波数における受信信号振
幅とＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーとの関係を２次式で表し
た図。
幅とＡＳＴＭ結晶粒度ナンバーとの関係を２次式で表し
た図。
１ 発・受信コイル ２ 金属薄板 ３ 磁石 ４ 金属薄板上面 ５ 金属薄板下面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 悦雄 神奈川県相模原市並木４丁目１−36
Claims (1)
- 【請求項１】 金属薄板の板厚方向に伝播する超音波を
発生ならびに検出する共振電磁超音波測定法を用いて周
波数を掃引し、各々の周波数における受信信号振幅を測
定し、厚み共振を起こす周波数における受信信号振幅を
求め、該受信信号振幅と該金属薄板の結晶粒径との関係
を、結晶粒径の異なる複数の金属薄板について測定する
ことによって予め実験式として求め、次に評価する金属
薄板について、共振電磁超音波法を用いて厚み共振を起
こす周波数における受信信号振幅を測定し、前記実験式
に代入して結晶粒径を求めることを特徴とする金属薄板
の結晶粒径評価法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5137880A JPH06347449A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 金属薄板の結晶粒径評価法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5137880A JPH06347449A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 金属薄板の結晶粒径評価法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347449A true JPH06347449A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15208853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5137880A Pending JPH06347449A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 金属薄板の結晶粒径評価法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347449A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448599B1 (ko) * | 2000-12-23 | 2004-09-13 | 주식회사 포스코 | 래스 마르텐사이트강의 유효결정립 크기의 비파괴적 측정방법 |
| KR100454399B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2004-10-26 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 뫼스바우어 분석법을 이용한 α―수산화철의 입도 측정방법 |
| JP2007101360A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Nippon Steel Corp | 結晶粒径計測装置、結晶粒径計測方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2008096171A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Nippon Steel Corp | 電磁超音波センサ及び電磁超音波検出システム |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP5137880A patent/JPH06347449A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454399B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2004-10-26 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 뫼스바우어 분석법을 이용한 α―수산화철의 입도 측정방법 |
| KR100448599B1 (ko) * | 2000-12-23 | 2004-09-13 | 주식회사 포스코 | 래스 마르텐사이트강의 유효결정립 크기의 비파괴적 측정방법 |
| JP2007101360A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Nippon Steel Corp | 結晶粒径計測装置、結晶粒径計測方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP4653624B2 (ja) * | 2005-10-04 | 2011-03-16 | 新日本製鐵株式会社 | 結晶粒径計測装置、結晶粒径計測方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2008096171A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Nippon Steel Corp | 電磁超音波センサ及び電磁超音波検出システム |
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