JPH08320311A - 方向性電磁鋼板の２次再結晶挙動測定方法、結晶粒分布及び２次再結晶粒方位分布の測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 方向性電磁鋼板における結晶方位の細かな差
異を非破壊的に測定可能とする。 【構成】 バースト波パルスのビームサイズを鋼板板厚
の２倍よりも小さくして、マクロエッチでは検出されな
い潜在的２次再結晶粒も検出可能とする。超音波の励振
周波数を変更して複数の干渉波強度の２次元分布を測定
し、２次再結晶粒間の識別を可能とし、２次再結晶粒の
方位分布も求められるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、方向性電磁鋼板の２次
再結晶挙動測定方法、結晶粒分布及び２次結晶粒方位分
布の測定方法及び装置に係り、特に、結晶方位の細かな
差異を非破壊的に測定することが可能な、方向性電磁鋼
板の２次差異結晶挙動測定方法、結晶粒分布及び２次結
晶粒方位分布の測定方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧器や発電機に使用されるコアの材料
として、圧延方向の電磁特性に優れた方向性電磁鋼板が
製造されている。この方向性電磁鋼板は、（１１０）面
が鋼板板面に平行に、〈００１〉方向が圧延方向と平行
になる、いわゆるゴス方位となる板厚方向に貫通した２
次再結晶粒を最終仕上焼鈍過程によって形成させる。

【０００３】通常、２次再結晶粒は、鋼板表面が酸化物
で覆われているため、目視観察が不可能である。しかし
ながら、鋼板の２次再結晶粒の観察は、磁気特性との関
係や、２次再結晶挙動の研究の上から必要とされるもの
である。即ち、製品に２次再結晶不良の部分（異常粒と
称する）が存在すると、磁気特性が大きく劣化し、又、
２次再結晶の初期の過程における２次再結晶粒の核生成
場所や、成長挙動は、２次再結晶挙動と大きく関係する
からである。

【０００４】こうした２次再結晶粒の観察の要求に答え
るため、鋼板表面の酸化膜を剥がし、ナイタールでエッ
チングし、粒界を顕在化させるマクロエッチ法が試みら
れているが、手間がかかる上、必ずしも明瞭に粒界が検
出されないという問題点を有していた。又、２次再結晶
挙動の研究を行う際に、鋼板表面の被膜を剥離すると、
２次再結晶挙動に影響を及ぼすため、２次再結晶挙動の
実態に近い研究ができないという問題点も有していた。

【０００５】一方、特開昭５４−８７２８６には、不透
明被膜を表面に有する方向性電磁鋼板に磁粉を散布し、
磁界により２次再結晶粒の粒界に磁粉を集積させて、２
次再結晶粒のマクロ組織を検知する技術が提案されてい
る。しかしながら、この技術では、磁粉の分散状態を適
正化させることが難しく、且つ、２次再結晶過程の途中
の状態では、鋼板が磁化され難いため、２次再結晶粒界
が不明瞭であるという問題点を有していた。

【０００６】これらの問題点を解決するべく、出願人
は、特開平１−２２９９６２で、鋼板表面の酸化膜を除
去することなく、非破壊的に２次再結晶粒の観察を行う
ことが可能な技術を提案している。これは、鋼板の板厚
方向に、板厚の２倍の略整数倍、又は略半整数倍の励振
周波数の超音波を入射させ、鋼板の上面と底面の多重反
射波を干渉させることにより、鋼板板厚を貫通した２次
再結晶粒を、干渉多重反射波の振幅強度により検出し、
その結晶方位をも測定する技術である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような技術によっ
て、２次再結晶粒を非破壊的に検出することは可能とな
ったが、特開平１−２２９９６２では、鋼板板厚を貫通
した、若しくはほぼ貫通した２次再結晶と、各結晶粒の
方位がランダムである異常粒との差異を検出するにとど
まり、特開平１−２２９９６２の第１４図に示されるよ
うに、２次再結晶と異常粒との判別のみに基づく、異常
粒の２次元分布が得られるだけであった。従って、この
技術では、２次再結晶の結晶方位を細かく区別すること
ができず、例えば、隣接した２個の２次再結晶粒を区別
したり、各々の結晶粒方位を検出することは困難であっ
た。

【０００８】更に、特開平１−２２９９６２の技術で
は、２次再結晶粒として、鋼板の板厚方向に単一の結晶
粒が貫通していることが、干渉多重反射波（干渉波と称
する）の振幅強度を高めるために必要であるので、鋼板
の板厚方向に単一の結晶粒が貫通していない２次再結晶
粒の核生成の段階や、図５（ａ）や（ｂ）のような鋼板
板厚断面図に示される如く、２次再結晶粒と１次再結晶
粒とが板厚方向に混在する結晶粒界付近の構造に関する
知見を得ることはできなかった。かかる知見は、方向性
電磁鋼板の製品の磁気特性を向上させるべく、２次再結
晶粒の結晶方位を（１１０）［００１］方位に揃えるた
めの、２次再結晶の過程を追跡する研究に際しては必要
不可欠な技術である。

【０００９】又、超音波の励振周波数を固定した場合、
干渉多重反射波の振幅強度が、２次再結晶粒の方位に依
存することになるが、鋼板板厚の変動や表面粗度の影響
等の要因の方が、振幅強度変化の大きさよりも大きく、
有効な信号変化を導出することは困難であった。

【００１０】又、方向性電磁鋼板製品の磁気特性は、異
常粒の混入割合のみで決まるものではなく、完全２次再
結晶粒からなる製品であっても、各々２次再結晶粒の結
晶方位のゴス方位からのずれによっても影響を受ける。
特に、〈００１〉方位軸の鋼板表面からのずれ角βの値
は、磁気特性、特に鉄損に大きな影響を及ぼす磁区幅を
変化させるので、是非欲しい情報である。

【００１１】又、２次再結晶の過程を追跡する研究にお
いても、２次再結晶粒の結晶方位によって粒成長性が異
なる等、２次再結晶の結晶方位測定の技術は不可欠のも
のである。しかしながら、特開平１−２２９９６２の技
術では、２次再結晶粒間の方位差を検出することはでき
ず、２次再結晶粒方位分布を測定することが不可能であ
った。

【００１２】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、２次再結晶粒（２次再結晶の核）や
２次再結晶粒の一部（２次再結晶粒と１次再結晶粒との
境界）といった、鋼板の板厚を貫通していない２次再結
晶の部分についても、各々の２次再結晶粒の核生成及び
成長挙動を非破壊的に測定することが可能な、方向性電
磁鋼板の２次再結晶挙動の測定方法を提供することを第
１の目的とする。

【００１３】本発明は又、隣接する２次再結晶粒を区別
して、各々の２次再結晶粒の結晶方位を非破壊的に測定
することが可能な、方向性電磁鋼板の結晶粒分布又は／
及び２次再結晶粒方位分布の測定方法や装置を提供する
ことを第２の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、超
音波の干渉多重反射波の振幅強度の鋼板の板面方向の２
次元分布を求めて、方向性電磁鋼板の２次再結晶挙動を
測定する際に、ビームサイズが鋼板板厚の２倍よりも小
さく、２波以上の波を持つ一定励振周波数のバースト波
パルスを、超音波送受子により被測定鋼板の表面より入
射させ、該鋼板の上下面間の多重反射波を干渉させ、該
鋼板より放出される干渉多重反射波の振幅を超音波送受
子により検出して、被測定鋼板の干渉波強度の２次元分
布を求めることにより、前記第１の目的を達成したもの
である。

【００１５】望ましくは、前記バースト波パルスの所定
励振周波数のＱ値を１０以上とし、且つ鋼板の板厚変動
Δｔ（μｍ）と表面粗度Ｒａ（μｍ）の積ΔｔＲａを１
２５以下とすることができる。

【００１６】又、前記バースト波パルスの励振周波数を
変更して測定することができる。

【００１７】又、第２発明は、超音波パルス法を用い
て、方向性電磁鋼板の結晶粒の板面方向の２次元分布を
測定する際に、２波以上の波を持つ一定励振周波数のバ
ースト波パルスを、超音波送受子により被測定鋼板の表
面に入射させ、該鋼板の上下面間の多重反射波を干渉さ
せ、該鋼板より放出される干渉多重反射波の振幅を超音
波送受子により検出し、前記バースト波パルスの励振周
波数を変更して、被測定鋼板の干渉波強度の２次元分布
を求めることにより、前記第２の目的を達成したもので
ある。

【００１８】望ましくは、前記バースト波パルスの励振
周波数のＱ値を１０以上とし、且つ鋼板の板厚変動Δｔ
（μｍ）と表面粗度Ｒａ（μｍ）の積ΔｔＲａを１２５
以下とすることができる。

【００１９】又、前記バースト波パルスを、液体媒質を
介して被測定鋼板の表面に入射させることができる。

【００２０】又、第２発明は、方向性電磁鋼板の結晶粒
分布又は２次再結晶粒方位分布の測定装置を、電気信号
と超音波とを相互に変換するための超音波送受子と、該
超音波送受子又は被測定鋼板を２次元方向に走査するた
めの走査機構と、前記超音波送受子に電気信号を送受信
するための電気信号処理装置と、前記超音波送受子の励
振周波数を変更するための周波数発生／変更装置とを用
いて構成することにより、前記第２の目的を達成したも
のである。

【００２１】又、第３発明は、超音波パルス法を用い
て、方向性電磁鋼板の結晶粒の板面方向の２次元分布を
測定する際に、２波以上の波を持つ一定励振周波数のバ
ースト波パルスを、超音波送受子により被測定鋼板の表
面に、表面垂直軸から傾斜させて入射させ、該鋼板の上
下面間の多重反射波を干渉させ、該鋼板より放出される
干渉多重反射波の振幅を超音波送受子により検出し、前
記バースト波パルスの励振周波数を変更して、被測定鋼
板の干渉強度の２次元分布を求めるようにして、前記第
２の目的を達成したものである。

【００２２】望ましくは、前記超音波送受子より被測定
鋼板の表面に入射される超音波の入射角度を、鋼板の圧
延直角方向側に傾けることができる。

【００２３】又、前記バースト波パルスの励振周波数の
Ｑ値を１０以上とし、且つ鋼板の板厚変動Δｔ（μｍ）
と表面粗度Ｒａ（μｍ）の積ΔｔＲａを１２５以下とす
ることができる。

【００２４】又、第３発明は、方向性電磁鋼板の結晶粒
分布及び２次再結晶粒方位分布の測定装置を、電気信号
と超音波とを相互に変換するための、鋼板表面垂直方向
から傾いた方向へ超音波を入射させる超音波送受子と、
該超音波送受子に対向する超音波送受子からなる送受子
の対、若しくは被測定鋼板を２次元方向に走査するため
の走査機構と、前記超音波送受子に電気信号を送受信す
るための電気信号処理装置と、前記超音波送受子の励振
周波数を変更させるための周波数発生／変更装置とを用
いて構成することにより、前記第２の目的を達成したも
のである。

【００２５】

【作用】まず、第１発明の端緒となった実験について説
明する。

【００２６】図１に示される本発明の装置を用いて、２
次再結晶途中の被測定鋼板１０の超音波干渉波強度の鋼
板表面方向の２次元分布を求めた。図１において、１０
は被測定鋼板、１２は、電気信号と超音波とを相互に変
換するための超音波送受（信）子、１４は、該超音波送
受子１２又は被測定鋼板１０を２次元方向に走査するた
めの２次元走査機構、１６は、前記超音波送受子１２に
電気信号を送受信するための電気信号処理装置、１８
は、前記超音波送受子１２の励振周波数を連続的又は非
連続的に変化させるための周波数発生／変更装置、２０
は、データ処理及び表示を行うためのデータ処理／表示
装置である。

【００２７】第１の実験として、１５×３０ｍｍのサイ
ズで、０．２０ｍｍの板厚の２次再結晶途中の方向性電
磁鋼板を測定した。鋼板の板厚変動Δｔは５μｍであ
り、表面粗度はＲａで０．５μｍであった。超音波は、
１０波からなるバースト波のパルスで、ビーム径２５０
μｍのものを用いた。超音波発振子としては、ＰｂＴｉ
Ｏ₃ （Ｑ値＝５００）のものを、励振周波数ｆ＝１５．
５ＭＨｚ、１５．７ＭＨｚ、１５．９ＭＨｚのそれぞれ
の値で、送受子１２から鋼板１０の表面へ向けて入射
し、干渉した多重反射波を、同じ送受子１２で受け、干
渉波強度の２次元分布を求めた。その結果を図２（ａ）
（ｆ＝１５．５ＭＨｚ）、（ｂ）（ｆ＝１５．７ＭＨ
ｚ）、（ｃ）（ｆ＝１５．９ＭＨｚ）にそれぞれ示す。

【００２８】更に、ビーム径５００μｍの超音波パルス
を用いて、同様な測定装置で、同一の試料を測った結果
を、図３（ａ）〜（ｃ）に示す。又、この試料のマクロ
エッチ法によるスケッチ図を、図４（ａ）（表面）、
（ｂ）（板厚中央部）に示す。

【００２９】鋼板板厚０．２０ｍｍに対する従来法での
励振周波数ｆは１５．５ＭＨｚであり、図３（ａ）がこ
れに対応するが、この図には、マクロエッチ法による試
料表面のスケッチ図である図４（ａ）にも示されるよう
に、試料中に２次再結晶粒が１個存在しているのみであ
る。この様相は、励振周波数ｆを変えて測定した図３
（ｂ）や（ｃ）においても差異はない。

【００３０】しかしながら、超音波ビーム径を従来より
も小さくして測定した図２では、励振周波数ｆ＝１５．
５ＭＨｚの（ａ）でこそ、２次再結晶粒が１つである
が、ｆ＝１５．７ＭＨｚの（ｂ）では、左上に干渉波強
度の強い小さな領域が１つ出現する。更に注目すべき
は、２次再結晶粒の中心の干渉波強度が低下するのに対
し、周辺部に干渉波強度の強い部分が現われてくる点で
ある。この強度は、左上の小さな領域の強度と一致す
る。更に励振周波数を高めたｆ＝１５．９ＭＨｚの
（ｃ）においては、図３の（ｃ）と同じく、干渉波強度
の強いスポットが、試料中に多数現われる。しかし、こ
れとは別に２次再結晶粒の周辺部において、干渉波強度
が最も弱い領域が加わり、２次再結晶が三重の構造にな
っている点が注目される。

【００３１】これら注目すべき干渉波強度の２次元分布
の微細構造の変化は、ビーム径を小さくすることによっ
て初めて現われたもので、従来の方法においては、図３
に示されるように検出できなかったものである。

【００３２】そこで発明者等は、図２（ｂ）に現われた
干渉強度の強い小さな領域、及び、干渉強度の変化する
再結晶周辺部の場所について、鋼板の断面を光学顕微鏡
で観察した。その結果を図５（ａ）と（ｂ）に示す。

【００３３】図５（ａ）（ｂ）が示すように、図２
（ｂ）の干渉強度の小さな領域は、鋼板板厚に貫通して
いない２次再結晶粒（２次再結晶の核）を表わし、又、
図２（ｂ）や（ｃ）に示される２次再結晶粒の周辺部の
干渉強度の変化の大きい領域は、２次再結晶粒と１次再
結晶粒との境界において、２次再結晶粒が板厚を貫通し
ていない場所であることが分かる。このような部分は、
これまで、鋼板断面の光学顕微鏡による観察で初めて分
かるものであって、２次再結晶粒が鋼板表面に表出して
いないため、破壊検査であるマクロエッチ法によっても
知見し得るものではなかった。

【００３４】このように、超音波バースト法パルスのビ
ーム径を小さくすることによって、鋼板断面方向の微細
構造が、鋼板表面方向の２次元分布に現われた理由は、
次のように考えられる。即ち、単一の結晶粒によって板
厚方向全体が占有されている場合、特開平１−２２９９
６２に記載の技術によって、板厚ｄと結晶粒における超
音波の伝搬速度Ｖ１によって定まる励振周波数 ｆ１＝Ｖ１／（２ｄ） …（１） において、干渉波強度が最大となる。これが図２や図３
の（ａ）に相当する状態である。

【００３５】ここで、励振周波数ｆ１を変化させ、１次
再結晶粒における超音波の平均伝搬速度Ｖ２によって定
まる励振周波数 ｆ２＝Ｖ２／（２ｄ） …（２） に近付くと、２次再結晶粒における干渉強度が弱まり、
１次再結晶粒の領域において干渉強度の強い部分が現わ
れ始める。この状態が図２や図３における（ｃ）の状態
である。

【００３６】ここに、この過程の中間領域として、板厚
方向における２次再結晶粒の分率がｘの部分があるとす
ると、この部分は、励振周波数が凡そ ｆ３＝｛ｘＶ１＋（１−ｘ）Ｖ２｝／（２ｄ） …（３） で干渉強度が最大になると推定できる。図２（ｂ）は、
まさしくこの状態に対応するが、超音波のビーム径が、
２次再結晶粒の分率ｘの変化領域よりも大きい場合、周
辺の２次再結晶のみの領域や、１次再結晶のみの領域の
影響を受けて、図３（ｂ）のように、微細構造が消失し
たものと思われる。

【００３７】このような微細構造を検出するためのビー
ム径について、第２の実験において検討した。板厚０．
２０ｍｍと０．３０ｍｍの２次再結晶途中の鋼板を用い
て、第１の実験と同様にして、超音波ビーム径を変更
し、干渉波強度の２次元分布を測定した。このとき、ビ
ーム径は、送受子１２に音響レンズ（図示省略）を付け
ることにより、１５０μｍ、２２０μｍ、３００μｍ、
３８０μｍ、４５０μｍ、５８０μｍ、６６０μｍに変
更した。この実験における、板厚方向に貫通していない
ため、マクロエッチ法では検出できず、鋼板断面の光学
顕微鏡によって初めて検出可能となった２次再結晶粒に
ついて、その検出率（潜在２次再結晶粒の検出率と称す
る）と、（ビーム径／板厚）の値との関係を図６に示
す。

【００３８】このような板厚方向の微細構造を鮮明に得
るためには、励振周波数のＱ値や鋼板の表面状態を適正
化することが望ましい。

【００３９】そこで、第１発明の測定法にとって望まし
い励振周波数のＱ値について、第３の実験により調査し
た。方法は、第２の実験と同じであるが、ここでは、励
振周波数のＱ値を変えて実験を行った。試料は、板厚
０．２０ｍｍの鋼板を用いた。

【００４０】Ｑ値と潜在２次再結晶粒の検出率との関係
を図７に示す。図７から、板厚を貫通していない２次再
結晶粒の検出のためには、超音波の励振周波数のＱ値と
して１０以上であることが望ましいことが分かる。

【００４１】又、第１発明の測定方法にとって、Ｑ値が
小さいと同様に、板厚変動Δｔ（μｍ）及び鋼板表面粗
度Ｒａ（μｍ）が低いことが望ましい。

【００４２】第２の実験と同様にして、約１０００のＱ
値を有する超音波発振子を用いて、ビーム径が２５０μ
ｍの超音波パルスにより、板厚変動値Δｔが２〜１００
μ、表面粗度Ｒａが０．２〜５μｍである板厚０．２０
ｍｍの２次再結晶途中の方向性電磁鋼板の測定を行っ
た。

【００４３】各々の潜在２次再結晶粒検出率と板厚変動
Δｔと表面粗度Ｒａの積ΔｔＲａとの関係を図８に白丸
印で示す。図８に示されるように、ΔｔＲａの値を１２
５以下とすることにより、潜在２次再結晶粒の検出率を
高めることができる。このため、鋼板の板厚を均一化し
たり、平滑化処理を行うことが有効である。

【００４４】特開平１−２２９９６２の技術において
は、超音波の伝搬媒質として液体を使用しても、超音波
送受子と鋼板表面を直接接触させても、結果にあまり差
がないが、本発明の技術においては、両者の間に液体を
介在させた方が、潜在２次再結晶粒の検出率が高まる。
これは、恐らく鋼板表面の微細な粗度や酸化膜の変動の
影響を緩和できるためと考えられる。前述の実験で、鋼
板を水中に浸して、鋼板と送受子の間を、超音波が水を
介して伝搬するように変更して、同一試料群を再測定し
た結果を図８に黒丸印で示す。

【００４５】次に、第１発明を含む本発明に共通の構成
要件について詳細に説明する。

【００４６】本発明の測定対象は、いずれも、方向性電
磁鋼板であり、２次再結晶後の鋼板（即ち２次再結晶粒
もしくは異常粒及び両者の混合の構成からなる鋼板）、
もしくは２次再結晶途中の鋼板（即ち、２次再結晶粒及
び１次再結晶粒の構成からなる鋼板）を対象とする。

【００４７】超音波の干渉多重反射波の振幅強度の２次
元的測定を行う点は、特開平１−２２９９６２に示され
る従来法と同一である。

【００４８】ここで、２波以上の波を持つ一定励振周波
数のバースト波パルスを用いることが必要である。即
ち、２波以上でなければ、一定励振周波数の意味をなさ
ず、バースト波パルスでなければ、短時間での多重反射
干渉の効果が得られず、又、干渉波の検出も難しいから
である。

【００４９】このバースト波パルスは、超音波送受子に
よって鋼板表面に入射され、逆に鋼板表面から送受子に
入射される。このとき、送受子と鋼板表面との間に、水
等の液体媒質を介在させた方が、２次再結晶粒や潜在２
次再結晶粒の検出率が高まり好ましい。

【００５０】ここで、超音波送受子には、一般に、超音
波探触子が使用され、ＢａＴｉＯ₃や水晶等の圧電体
や、Ｔｂ₃ Ｄｙ₇ Ｆｅ等の磁歪体等の材料で構成され、
超音波の発振もしくは受信のために使用される。又、探
触子には、ホーンや音響レンズを併用して、発振強度を
高めてもよい。

【００５１】超音波送受子は、１個で送信と受信を兼ね
てもよく、又複数個用いて、能率向上を図っても、更に
送信と受信を分離してもよい。

【００５２】超音波送受子から発信し、鋼板表面から入
射した超音波は、鋼板上面及び底面において、１回以上
の反射からなる多重反射を起こし、各反射波が干渉す
る。このとき、 ｆ＝Ｖ／（２ｄ） …（４） ここでｆは励振周波数、Ｖは超音波の伝搬速度、ｄは鋼
板の板厚 によって干渉し、振幅の強弱を生じるが、超音波の伝搬
速度が結晶方位によって異なるため、ｆ、ｄが一定の場
合、結晶方位によって干渉波の振幅が異なることにな
る。更に、一度、鋼板を通過した超音波を強制的に反射
させ、再入射させた波と干渉させてもよい。

【００５３】この干渉した多重反射波を検出して、干渉
波の振幅の鋼板板面方向の２次元分布（干渉波強度２次
元分布）を求めることで、原理的には、結晶方位を求め
ることが可能である。

【００５４】従来は、（１１０）［００１］方位に最も
近い結晶方位中の超音波の伝搬速度と、鋼板板厚の２倍
の略整数倍と略半整数倍の波長となるように励振周波数
を固定していたため、２次再結晶粒と、異常粒の識別が
できても、板厚を貫通していない潜在的２次再結晶粒
や、２次再結晶粒と１次再結晶粒との境界や、２次再結
晶粒間の微妙な識別が不可能であった。

【００５５】第１乃至第３発明に共通の上記の前提の下
で、第１発明の最も特徴するところは、このような干渉
波強度の２次元分布を、鋼板板厚の２倍より小さい径の
超音波ビームを用いて測定することにある。この手法に
よって、初めて、板厚を貫通していない潜在的２次再結
晶粒や、２次再結晶粒と１次再結晶粒との境界の微妙な
識別が可能となる。

【００５６】なお、このような超音波ビームの径の低減
は、超音波発振体の小型化や、音響レンズを用いた絞り
によって達成可能である。

【００５７】ここで、干渉波強度とは、干渉多重反射波
の振幅に依存して増減する物理量であれば何でもよく、
例えば振幅の２乗の値や、その対数値や、デジタル的に
クラス分けした値であってもよい。

【００５８】又、被測定鋼板の結晶粒の２次元分布は、
必ずしも被測定鋼板全体について求める必要はなく、目
的に応じて被測定鋼板の一部としても差し支えない。

【００５９】更に、このような測定法の精度を高めるた
めには、励振周波数のＱ値を１０以上とすることが好ま
しい。Ｑ値が１０未満の場合は、潜在的２次再結晶粒の
検出率が低下する。

【００６０】又、方向性電磁鋼板の板厚変動Δｔ（μ
ｍ）と表面粗度Ｒａ（μｍ）を低く抑えて、両者の積Δ
ｔＲａの値を１２５以下とすることが好ましい。ΔｔＲ
ａの値が１２５を越える場合、潜在的２次再結晶粒の検
出率が低下する。

【００６１】更に、超音波送受子と鋼板表面との間に、
水等の液体を介在させて測定する方が、潜在的２次再結
晶粒の検出率を高めることができる。

【００６２】次に、第２発明の端緒となった実験につい
て述べる。図１に構成される本発明の装置を用いて、２
次再結晶途中の鋼板の超音波干渉波強度の２次元分布を
求めた。このとき、第１の実験として、１０波からな
る、励振周波数ｆ＝１３．８０ＭＨｚのバースト波パル
スを超音波送受子（発振子ＰｂＴｉＯ₃ 、Ｑ値＝１０
０）から鋼板表面に発信した。又、鋼板のサイズは３０
×１００ｍｍ、板厚は約０．２２ｍｍであり、板厚変動
Δｔは５μｍ、鋼板の表面粗度はＲａで０．５μｍであ
った。

【００６３】このときの干渉波強度の２次元分布図を図
９（ａ）に示す。このような状態で、励振周波数ｆを、
Ｑ値１００〜２００の範囲で、１３．８５ＭＨｚ、１
３．９０ＭＨｚ、１３．９５ＭＨｚ、１４．００ＭＨ
ｚ、１４．０５ＭＨｚ、１４．１０ＭＨｚと変更し、そ
れぞれの干渉波強度２次元分布図を作成した結果を、図
９（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、図１０（ｆ）、
（ｇ）にそれぞれ示す。

【００６４】又、同時に、従来の方法である、鋼板板厚
の略整数倍の波長となる１３．９５ＭＨｚ（Ｑ値１０
０）の励振周波数で同じ鋼板を測定した干渉波強度２次
元分布図を、最高強度（ａ）、最高強度の半分の強さの
領域（ｂ）、最高強度の１／５の強さの領域（ｃ）につ
いて、それぞれ図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。

【００６５】更に、測定後の鋼板を、従来の破壊試験で
あるマクロエッチ法で処理した結果を図１２に示す。

【００６６】図１１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、
従来の測定では、２次再結晶粒と１次再結晶粒との境界
が識別されるのみで、干渉波の強度によっては、２次再
結晶粒間の結晶粒界は識別できず、ましてや２次再結晶
粒の方位は知る由もなかった。これに対して、第２発明
の方法では、図９（ａ）〜（ｅ）及び図１０（ｆ）、
（ｇ）を比較して分かるように、２次再結晶粒によっ
て、干渉波強度が強くなる励振周波数帯域が変化するこ
とが分かる。このことより、２次再結晶粒の粒界及び結
晶方位を識別することが可能であることが分かる。

【００６７】図１３は、図１１のマクロエッチ図中に番
号で識別された２次再結晶粒の結晶方位を、Ｘ線ラウエ
法で測定した結果を示す。ここで、α、β、γは、結晶
方位の（１１０）［００１］方位からのずれ角を示す値
で、図１４に、その定義を示す。

【００６８】図１３に、図９（ａ）〜（ｅ）、図１０
（ｆ）、（ｇ）の干渉波強度が最大となる励振周波数ｆ
について併記したが、このパターンは、図１３のＡ〜Ｇ
に示される、｜β｜と｜γ｜のタイプ分類に良く対応し
ている。これは、結晶方位によって超音波伝搬速度が変
わるため、干渉波強度が最大となる励振周波数帯域が、
結晶方位によって変化するためである。従って、図１３
の干渉波強度が最大となる励振周波数帯域のパターンを
用いて、２次再結晶粒の｜β｜と｜γ｜との結晶方位の
２次元分布を求めることが可能である。図１５に、この
ようにして求めた２次再結晶の方位の２次元分布を示
す。図１５の２次再結晶粒の結晶粒間の境界は、図１２
のマクロエッチの状態と強い一致を示す。

【００６９】なお、結晶方位の分割レベルを細かくし、
方位測定の精度を高めるためには、測定のための励振周
波数間の間隔を小さくして、同様の測定を行えばよいこ
とは明らかであるが、励振周波数間の間隔を小さくして
も、２次再結晶粒の識別精度があまり向上しない場合が
あることが分かった。種々研究の結果、こうした場合
も、励振周波数のＱ値、鋼板の板厚変動、表面粗度、更
に探触子と鋼板間の超音波伝搬媒質を工夫することによ
り、この問題が解決されることが分かった。以下、これ
らの改善のための手段について検討した実験例を示す。

【００７０】第２の実験として、望ましい励振周波数の
Ｑ値について調査した。方法は、第１の実験と同じであ
るが、ここでは超音波発振子の材質と、その形状や付帯
部品を変えることにより、Ｑ値を変えた。即ち、Ｑ値１
０以下についてはＬｉＮｂＯ ₃ を用い、５０〜５００に
ついてはＰｂＴｉＯ₃ やＢａＴｉＯ₃ を用い、１０００
以上については水晶を用いた。

【００７１】次に、２次再結晶粒の識別の程度を示す指
標として、２次再結晶粒識別率（識別できた２次再結晶
粒の個数／マクロエッチ法による２次再結晶粒の総個数
×１００）を定義し、励振周波数のＱ値との関係を図１
６に示す。図１６より、各々の２次再結晶粒の識別のた
めには、第１発明と同様に、超音波の励振周波数のＱ値
として１０以上であることが望ましいことが分かる。こ
こで、ＬｉＮｂＯ₃ は、矩形波を発信し易く安定なパル
スを生成し易い材料であるため、本発明の目的に最も適
うものであるが、Ｑ値が低く、この点では最適とは言い
難い。

【００７２】第２発明の測定方法にとって、Ｑ値が大き
いことと同様に、板厚変動Δｔ及び鋼板表面粗度Ｒａが
低いことが望ましい。そこで、第１の実験とほぼ同様の
方法で、Ｑ値９００の発振体を用いて、板厚変動値Δｔ
が２〜１００μｍ、表面粗度Ｒａが０．２〜５μｍであ
り、且つ、２次再結晶途中の、板厚が０．３５ｍｍの方
向性電磁鋼板の２次再結晶粒の測定を行った。各々の２
次再結晶粒の識別率と、鋼板のΔｔとＲａの積ΔｔＲａ
の関係を図１７に白丸印で示す。図１７から明らかなよ
うに、各々の２次再結晶粒の識別のためには、第１発明
と同様に、ΔｔＲａの値を１２５以下にすることが望ま
しい。

【００７３】更に、前述の実験で、鋼板を水中に浸し
て、鋼板と送受子の間とを水を介して超音波が伝搬する
ように変更して、同一試料群を再測定した結果を図１７
に黒丸印で示す。第１発明と同様に、第２発明において
も、超音波送受子と鋼板の間に液体を介在させた方が、
２次再結晶の識別が高まる。

【００７４】次に、第２発明の構成要件について詳細に
述べる。

【００７５】第２発明の最も特徴とするところは、前記
干渉波強度の２次元分布を、励振周波数を変更して測定
する点にある。ここで、周波数の変更形態としては、連
続的であっても、非連続的であっても、原理的に差はな
い。このような手法の採用によって、初めて、微妙な２
次再結晶粒の結晶方位の差異が、該干渉波強度の差異と
なって現われ、個々の２次再結晶粒の識別が可能とな
り、結晶方位分布を求めることができる。

【００７６】この第２発明においても、測定精度を高め
るために、励振周波数のＱ値を１０以上とすることが好
ましい。Ｑ値が１０未満の場合、２次再結晶粒の識別率
が低下する。

【００７７】又、方向性電磁鋼板の板厚変動Δｔ（μ
ｍ）と表面粗度Ｒａ（μｍ）を低く抑えて、両者の積Δ
ｔＲａの値を１２５以下とすることが好ましい。ΔｔＲ
ａの値が１２５を越える場合、２次再結晶粒の識別率が
低下する。

【００７８】更に、超音波送受子と鋼板表面との間に、
水等の液体を介在させて測定する方が、２次再結晶粒の
識別率を高めるため、より好ましい。

【００７９】次に、第３発明の端緒となった実験につい
て述べる。

【００８０】この実験においても、図１に示される装置
を用いて、２次再結晶途中の鋼板の超音波干渉強度の２
次元分布を求めた。

【００８１】このとき、第１の実験として、１０波から
なる励振周波数ｆ＝１０．２０ＭＨｚのバースト波パル
スを、超音波送受子（発振子ＰｂＴｉＯ₃ 、Ｑ値＝１０
０）から鋼板表面に入射した。この際、入射角度とし
て、鋼板表面垂直軸より、圧延直角方向側に３０°傾け
た。鋼板のサイズは３０×１００ｍｍ、板厚は０．２２
ｍｍである。又板厚変動Δｔは５μｍであり、鋼板の表
面粗度Ｒａは０．３５μｍであった。

【００８２】このときの干渉波強度の２次元分布図を図
１８（ａ）に示す。この状態で、励振周波数ｆを、Ｑ値
１００〜２００の範囲で、ｆ＝１０．２４ＭＨｚ、１
０．２８ＭＨｚ、１０．３２ＭＨｚ、１０．３６ＭＨ
ｚ、１０．４０ＭＨｚ、１０．４４ＭＨｚと変更し、そ
れぞれの干渉波強度２次元分布図を作成した。これらを
順に、図１８（ｂ）〜（ｅ）、図１９（ｆ）、（ｇ）に
示す。

【００８３】又同時に、特開平１−２２９９６２の技術
である、鋼板板厚の略整数倍の波長となる１０．３２Ｍ
Ｈｚ（Ｑ値＝１００）の励振周波数で、図１の装置を用
いて同じ鋼板を測定して、干渉波強度２次元分布を求め
た。この結果を、干渉波強度のレベル分割を変えて、図
２０の（ａ）〜（ｃ）に示す。

【００８４】更に、測定後の鋼板は、従来の破壊試験で
あるマクロエッチ法で、２次再結晶の状態を調べた。そ
の結果を図２１に示す。

【００８５】図２０（ａ）〜（ｃ）に示されるように、
従来法の測定では、２次再結晶粒と１次再結晶粒との境
界が識別されるのみで、例え干渉波強度のレベル分割を
細かくしても、２次再結晶粒間の結晶粒界は識別でき
ず、まして、２次再結晶粒の方位は知る由もなかった。

【００８６】しかしながら、第３発明の方法では、図１
８（ａ）〜（ｅ）、図１９（ｆ）、（ｇ）を比較して分
かるように、２次再結晶粒によって、干渉波強度が強く
なる励振周波数が変化することが分かる。従って、２次
再結晶粒の粒界及び結晶方位を識別することが可能であ
る。

【００８７】図２１のマクロエッチ図中に番号で識別さ
れた２次再結晶粒の結晶方位を、Ｘ線ラウエ法で測定し
た結果を図２２に示す。ここで、α、β、γは、結晶方
位の（１１０）［００１］方位からのずれ角を示す値
で、前出図１４にその定義が示されている。

【００８８】図２２に、図１８（ａ）〜（ｅ）、図１９
（ｆ）、（ｇ）の干渉波強度が最大となる励振周波数に
ついて併記したが、このパターンは、図２２のＡ〜Ｇに
示される｜α｜と｜γ｜のタイプ分類に良く対応してい
る。これは、結晶方位によって超音波伝搬速度が変わる
ため、干渉波強度が最大となる励振周波数帯域が、結晶
方位によって変化するためである。従って、図２２の干
渉波強度が最大となる励振周波数の帯域のパターンを用
いて、２次再結晶粒の｜α｜と｜γ｜との結晶方位の２
次元分布を求めることが可能となる。第３発明は、この
ような特異現象を利用したものである。

【００８９】図２３は、このようにして求めた２次再結
晶の方位の２次元分布を示すものである。図２３の２次
再結晶粒の結晶粒間の境界は、図２１のマクロエッチの
状態と良い一致を示している。

【００９０】この第３発明に関しても、第２の実験とし
て、望ましい励振周波数のＱ値について調査した。得ら
れた２次再結晶粒識別率と励振周波数のＱ値との関係を
図２４に示す。この第３発明においても、各々の２次再
結晶粒の識別のためには、超音波の励振周波数のＱ値と
して１０以上であることが望ましいことが分かる。

【００９１】更に、板厚変動Δｔ及び鋼板表面粗度Ｒａ
との関係に関しても、第１の実験とほぼ同様の方法で、
板厚変動値Δｔが３〜１２０μｍ、表面粗度Ｒａが０．
２〜６μｍであり、且つ、２次再結晶粒中の板厚０．３
０ｍｍの方向性電磁鋼板の２次再結晶粒の測定を行っ
た。各々の２次再結晶粒の識別率と鋼板のΔｔとＲａと
の積ΔｔＲａとの関係を図２５に白丸印で示す。図２５
から明らかなように、各々の２次再結晶粒の識別のため
には、ΔｔＲａの値を１２５以下にすることが望まし
い。

【００９２】又、第３発明においても、第２発明と同様
に、超音波送受子と鋼板の間に液体を介在させた方が、
２次再結晶の識別率が高まる。前述の実験で、鋼板を水
中に浸して鋼板と送受子との間に水を介して超音波が伝
搬するように変更して、同一試料群を再測定した結果を
図２５に黒丸印で示す。

【００９３】次に、第３発明では、超音波送受子により
発信される超音波を、鋼板表面の垂直軸から傾斜させて
入射させることが必須である。このように傾斜させて入
射させることにより、２次再結晶粒の結晶方位のうち、
α角に関する情報を得ることが可能となる。因みに、鋼
板表面垂直軸（板厚）方向から入射させた場合、β角、
γ角に関する情報を得ることは可能であっても、鋼板表
面垂直軸を回転軸とするα角に関する情報を得ることは
できない。更に、傾斜させて入射させるための傾斜の方
向としては、圧延方向に対し直角方向とする方が、［０
０１］軸が圧延方向からαずれた場合の検出感度が高く
なるので有利である。

【００９４】第３発明における超音波の入射角をθとす
ると、前出（４）式は次式のようになる。

【００９５】 ｆ＝Ｖｃｏｓθ／（２ｄ） …（５）

【００９６】即ち、第３発明の場合、α角によって超音
波の伝搬速度Ｖの値が大きく変化して、励振周波数ｆの
値が変わる。

【００９７】第３発明の最も特徴とするところは、干渉
波強度の２次元分布を、励振周波数を変更して測定し、
且つ、鋼板表面垂直方向から傾いた方向の強度分布を測
定する点にある。ここで、周波数の変更形態は、連続的
であっても、非連続的であっても原理的に差はない。

【００９８】このような手法の採用によって、初めて、
微妙な２次再結晶粒の結晶方位の差異が、該干渉波強度
の差異となって現われ、個々の２次再結晶粒の識別及び
結晶粒方位分布が求まる。

【００９９】第３発明においても、測定精度を高めるた
めには、励振周波数のＱ値を１０以上とすることが好ま
しい。Ｑ値が１０未満の場合、２次再結晶粒の識別率が
低下する。

【０１００】又、方向性電磁鋼板の板厚変動Δｔ（μ
ｍ）と表面粗度Ｒａ（μｍ）を低く抑えて、両者の積Δ
ｔＲａの値を１２５以下とすることが好ましい。ΔｔＲ
ａの値が１２５を越えると、２次再結晶粒の識別率が低
下する。

【０１０１】更に、超音波送受子と鋼板表面との間に水
等の液体を介在させて測定する方が、２次再結晶粒の識
別率が高まる。

【０１０２】

【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。

【０１０３】本発明を実施するための測定装置は、図１
に示した第１実施例のように、電気信号と超音波とを相
互に変換するための超音波送受子１２を含むことが必要
である。この超音波送受子１２は、図１に示した如く、
被測定鋼板１０の片面側だけに設置しても（反射法）、
両面側に設置して、送信と受信とを分離しても（透過
法）よい。又、１個のみ設置して、送信と受信とを兼用
しても、複数個設置して測定効率を高めてもよい。又、
超音波の発振においては、できるだけＱ値の高い材料で
あることが望ましい。

【０１０４】又、干渉波強度の鋼板板面方向の２次元分
布を得るために、超音波送受子１２を２次元方向に走査
させるか、被測定鋼板１０を２次元方向に走査するため
の２次元走査機構１４が必要になる。これにより、被測
定鋼板１０の干渉波強度の２次元分布を得ることができ
る。

【０１０５】更に、２波以上の波を持つバースト波のパ
ルスを生成する電気回路、及び、干渉多重反射波の振幅
強度を測定するための電気回路を含む電気信号処理装置
１６が必要である。これは、超音波の時間計測のための
タイミングコントロール回路や、パルス発振のためのパ
ルサ回路、バースト波のためのゲート回路、振幅測定の
ためのピークホールド回路、アナログ／デジタル（Ａ／
Ｄ）変換器等を含むが、前述の主旨が達成できれば、多
少の回路変更は可能である。

【０１０６】これらの装置の他に、第１発明でも、周波
数発生／変更装置１８を含むことが望ましい（第２、第
３発明では必須）。これは、被測定鋼板１０の板厚に拘
らず、超音波の励振周波数を連続的又は非連続的に変更
可能とするもので、これにより、微妙な２次再結晶粒の
結晶方位の識別が可能となる。この目的のために、周波
数発生装置を用いて、段階的又は連続的に周波数の異な
る電気信号を発生させるか、一定周波数の電気信号を発
生させて、周波数を連続的又は非連続的に変更させるた
めの周波数変更装置を用いる。

【０１０７】これらの装置の他に、図１に示されるデー
タ処理及び表示のためのデータ処理／表示装置２０等を
付加的に設置したり、被測定鋼板１０の下面に、超音波
反射板を設置して、多重反射強度を高めたりしてもよ
い。

【０１０８】第１実施例の装置を用いて、第１発明によ
り、板厚０．２２ｍｍの２次再結晶途中の方向性電磁鋼
板（板厚変動Δｔ＝５μｍ、鋼板表面粗度Ｒａ＝０．４
μｍ）の超音波干渉多重反射波の強度２次元分布を測定
した。鋼板のサイズは１０×２０ｍｍ、使用した超音波
の励振周波数は１３．９ＭＨｚで、Ｑ値は約１０００で
あり、バースト波のビーム径は２００μｍである。

【０１０９】第１発明の測定方法によって得られた干渉
波２次元分布を図２６に、ビーム径を６００μｍとした
従来法によって得られた干渉波強度２次元分布を図２７
に示す。又、試料表面のマクロエッチ法によるスケッチ
図を図２８（ａ）に、試料表面を研削して板厚の１／２
まで除去した後、再びマクロエッチしたときのスケッチ
図を図２８（ｂ）に示す。

【０１１０】第１発明によって得られる図２６は、鋼板
板厚中央部のマクロエッチのスケッチ図である図２８
（ｂ）に近似しており、鋼板表面に現われない潜在的な
２次再結晶粒の検出ができていることが分かる。

【０１１１】次に、同じく図１に示される装置を用い
て、第２発明により、板厚約０．２５ｍｍの３．２％Ｓ
ｉ含有方向性珪素鋼板（板厚変動Δｔ＝５μｍ、鋼板表
面粗度Ｒａ＝０．４μｍ）Ａ、Ｂ、Ｃを測定した。鋼板
のサイズは、いずれも３０×１００ｍｍで、使用した超
音波の励振周波数は、ｆ＝１２．１０ＭＨｚ、１２．１
３ＭＨｚ、１２．１６ＭＨｚ、１２．１９ＭＨｚ、１
２．２２ＭＨｚ、１２．２５ＭＨｚであり、Ｑ値は、い
ずれも５００〜１０００の間にあった。

【０１１２】第２発明の測定法によって得られた２次再
結晶粒の分布及び結晶方位分布を図２９に、励振周波数
ｆを１２．２５ＭＨｚに固定する従来法によって得られ
た２次再結晶粒の分布を図３０に、マクロエッチ法によ
って得られた２次再結晶粒の分布を図３１に示す。

【０１１３】次に、第３発明に係る第３実施例では、図
１に示すような測定装置において、更に、図３２又は図
３３に示す如く、超音波送受子１２を被測定鋼板１０の
表面垂直方向から傾けて設置し、鋼板表面垂直方向から
傾いた方向へ超音波を入射するようにした。超音波送受
子１２は、図３２に示す如く、被測定鋼板１０の片面側
だけに設置しても（反射法）、図３３に示す如く、被測
定鋼板１０の両面側に設置して発信と受信とを分離して
も（透過法）よい。他の点に関しては、第２発明と同様
に周波数発生／変更装置１８が必須要件となる他は、第
１発明の測定装置と同じである。

【０１１４】図３３に示すように、被測定鋼板１０の両
面側に超音波送受子１２を設けた測定装置を用いて、第
３発明により、板厚０．２３ｍｍの２次再結晶途中の
３．２％Ｓｉ方向性珪素鋼板（板厚変動Δｔ＝７μｍ、
板厚表面粗度Ｒａ＝０．５μｍ）を測定した。鋼板のサ
イズは、３０×７０ｍｍで、使用した超音波の励振周波
数ｆは、１２．１０ＭＨｚ、１２．１３ＭＨｚ、１２．
１６ＭＨｚ、１２．１９ＭＨｚ、１２．２２ＭＨｚ、１
２．２５ＭＨｚで、Ｑ値は、いずれも２００〜１０００
の間にあった。

【０１１５】第３発明の測定法によって得られた２次再
結晶粒の分布状態を図３４に、励振周波数ｆを１２．２
５ＭＨｚに固定した従来法によって得られた２次再結晶
粒の分布状態を図３５に、マクロエッチ法によって得ら
れた２次再結晶粒の分布状態を図３６に示す。

【０１１６】

【発明の効果】第１発明においては、超音波バースト波
のビーム径を鋼板板厚の２倍以下として、干渉波強度の
２次元分布を測定するようにしたので、マクロエッチ法
で検出される通常の２次再結晶粒だけでなく、マクロエ
ッチ法では検出されない、潜在的２次再結晶粒までも検
出可能となる。

【０１１７】又、第２発明においては、励振周波数を変
更して、複数の干渉波強度の２次元分布を測定するよう
にしたので、２次再結晶粒と異常粒の識別だけでなく、
２次再結晶粒間の識別が可能となり、且つ、２次再結晶
粒の方位分布も求められるようになる。

【０１１８】更に、第３発明では、超音波を鋼板表面垂
直軸から傾斜させて入射するようにしたので、２次再結
晶粒の結晶方位のうち、α角に関する情報も得ることが
可能となり、第２発明よりも更に詳細な情報を得ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための測定装置の全体構成を
示す、一部ブロック線図を含む斜示図

【図２】２次再結晶途中の電磁鋼板を、第１発明により
励振周波数を変更して測定した結果を示す線図

【図３】図２と同一の試料を、従来の測定方法により励
振周波数を変更して測定した結果を示す線図

【図４】図２及び図３で用いた試料の表面及び板厚中央
部まで研磨した後のマクロエッチ後のスケッチ図

【図５】図２、図３で用いた試料の板厚断面の光学顕微
鏡で観測される金属組織を示す図

【図６】第１発明における潜在２次再結晶粒の検出率
と、（ビーム径／板厚）の値との関係を示す線図

【図７】同じく潜在２次再結晶粒の検出率と超音波のＱ
値との関係の例を示す線図

【図８】同じく潜在２次再結晶粒の検出率と鋼板の板厚
変動Δｔと表面粗度Ｒａの積ΔｔＲａとの関係の例を示
す線図

【図９】２次再結晶途中の電磁鋼板を第２発明により励
振周波数を変更して測定した結果を示す線図

【図１０】同じく２次再結晶途中の電磁鋼板を第２発明
により励振周波数を変更して測定した結果を示す線図

【図１１】第２発明における共鳴励振周波数での測定に
おける干渉波の各種強度レベルの領域を示す線図

【図１２】第２発明で用いた測定試料のマクロエッチ図

【図１３】図１２中に番号で識別された２次再結晶粒の
結晶方位をＸ線ラウエ法で測定した結果を示す図表

【図１４】結晶方位の（１１０）［００１］方位からの
ずれ角α、β、γの定義を示す斜視図

【図１５】第２発明において、｜β｜、｜γ｜のレベル
によりタイプ分けした２次再結晶粒分布を示す線図

【図１６】第２発明における個別の２次再結晶粒の識別
率と励振超音波のＱ値との関係の例を示す線図

【図１７】同じく個別の２次再結晶粒の識別率と鋼板の
板厚変動Δｔと表面粗度Ｒａの積ΔｔＲａの関係の例を
示す線図

【図１８】２次再結晶途中の電磁鋼板を第３発明により
励振周波数を変更して測定した結果を示す線図

【図１９】同じく２次再結晶途中の電磁鋼板を第３発明
により励振周波数を測定して変更した結果を示す線図

【図２０】第３発明における共鳴励振周波数での測定時
の干渉波の各種強度レベルの領域を示す線図

【図２１】第３発明の実験で用いた測定試料のマクロエ
ッチ図

【図２２】図２１中に番号で識別された２次再結晶粒の
結晶方位をＸ線ラウエ法で測定した結果を示す図表

【図２３】第３発明において、｜α｜、｜γ｜のレベル
によりタイプ分けした２次再結晶粒分布を示す線図

【図２４】第３発明における個別の２次再結晶粒の識別
率と励振超音波のＱ値との関係の例を示す線図

【図２５】同じく個別の２次再結晶粒の識別と鋼板の板
厚変動Δｔと表面粗度Ｒａの積ΔｔＲａとの関係の例を
示す線図

【図２６】第１発明の実施例で得られる干渉波強度２次
元分布の例を示す線図

【図２７】図２６と同じ試料について、従来法によって
得られる干渉波強度２次元分布の例を示す線図

【図２８】図２６及び図２７に示す試料の表面及び板厚
中央位置におけるマクロエッチ後のスケッチ図

【図２９】第２発明の実施例により得られる２次再結晶
粒の分布の例を示す線図

【図３０】図２９と同じ試料について、従来の測定法で
得られる２次再結晶の分布を示す線図

【図３１】図２９及び図３０に示す試料について、マク
ロエッチ法によって得られた２次再結晶粒の分布を示す
線図

【図３２】第３発明を実施するための測定装置における
超音波送受子の配置の例を示す側面図

【図３３】同じく他の配置の例を示す側面図

【図３４】第３発明の実施例により得られた２次再結晶
の分布の例を示す線図

【図３５】図３４と同じ試料について、従来の測定法で
得られた２次再結晶の分布を示す線図

【図３６】図３４と同じ試料について、マクロエッチ法
によって得られた２次再結晶粒の分布を示す線図

【符号の説明】

１０…被測定鋼板 １２…超音波送受子 １４…２次元走査機構 １６…電気信号処理装置 １８…周波数発生／変更装置 ２０…データ処理／表示装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波の干渉多重反射波の振幅強度の鋼板
   の板面方向の２次元分布を求めて、方向性電磁鋼板の２
   次再結晶挙動を測定する際に、 ビームサイズが鋼板板厚の２倍よりも小さく、２波以上
   の波を持つ一定励振周波数のバースト波パルスを、超音
   波送受子により被測定鋼板の表面より入射させ、 該鋼板の上下面間の多重反射波を干渉させ、 該鋼板より放出される干渉多重反射波の振幅を超音波送
   受子により検出して、 被測定鋼板の干渉波強度の２次元分布を求めることを特
   徴とする方向性電磁鋼板の２次再結晶挙動測定方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記バースト波パルス
   の所定励振周波数のＱ値を１０以上とし、且つ鋼板の板
   厚変動Δｔ（μｍ）と表面粗度Ｒａ（μｍ）の積ΔｔＲ
   ａを１２５以下とすることを特徴とする方向性電磁鋼板
   の２次再結晶挙動測定方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記バースト波
   パルスの励振周波数を変更して測定することを特徴とす
   る方向性電磁鋼板の２次再結晶挙動測定方法。
4. 【請求項４】超音波パルス法を用いて、方向性電磁鋼板
   の結晶粒の板面方向の２次元分布を測定する際に、 ２波以上の波を持つ一定励振周波数のバースト波パルス
   を、超音波送受子により被測定鋼板の表面に入射させ、 該鋼板の上下面間の多重反射波を干渉させ、 該鋼板より放出される干渉多重反射波の振幅を超音波送
   受子により検出し、 前記バースト波パルスの励振周波数を変更して、被測定
   鋼板の干渉波強度の２次元分布を求めることを特徴とす
   る方向性電磁鋼板の結晶粒分布又は２次再結晶粒方位分
   布の測定方法。
5. 【請求項５】請求項４において、前記バースト波パルス
   の励振周波数のＱ値を１０以上とし、且つ鋼板の板厚変
   動Δｔ（μｍ）と表面粗度Ｒａ（μｍ）の積ΔｔＲａを
   １２５以下とすることを特徴とする方向性電磁鋼板の結
   晶粒分布又は２次再結晶粒方位分布の測定方法。
6. 【請求項６】請求項４又は５において、前記バースト波
   パルスを、液体媒質を介して被測定鋼板の表面に入射さ
   せることを特徴とする方向性電磁鋼板の結晶粒分布又は
   ２次再結晶粒方位分布の測定方法。
7. 【請求項７】電気信号と超音波とを相互に変換するため
   の超音波送受子と、 該超音波送受子又は被測定鋼板を２次元方向に走査する
   ための走査機構と、 前記超音波送受子に電気信号を送受信するための電気信
   号処理装置と、 前記超音波送受子の励振周波数を変更するための周波数
   発生／変更装置と、 を含むことを特徴とする方向性電磁鋼板の結晶粒分布又
   は２次再結晶粒方位分布の測定装置。
8. 【請求項８】超音波パルス法を用いて、方向性電磁鋼板
   の結晶粒の板面方向の２次元分布を測定する際に、 ２波以上の波を持つ一定励振周波数のバースト波パルス
   を、超音波送受子により被測定鋼板の表面に、表面垂直
   軸から傾斜させて入射させ、 該鋼板の上下面間の多重反射波を干渉させ、 該鋼板より放出される干渉多重反射波の振幅を超音波送
   受子により検出し、 前記バースト波パルスの励振周波数を変更して、被測定
   鋼板の干渉強度の２次元分布を求めることを特徴とする
   方向性電磁鋼板の結晶粒分布及び２次再結晶粒方位分布
   の測定方法。
9. 【請求項９】請求項８において、前記超音波送受子より
   被測定鋼板の表面に入射される超音波の入射角度を、鋼
   板の圧延直角方向側に傾けることを特徴とする方向性電
   磁鋼板の結晶粒分布及び２次再結晶粒方位分布の測定方
   法。
10. 【請求項１０】請求項８又は９において、前記バースト
    波パルスの励振周波数のＱ値を１０以上とし、且つ鋼板
    の板厚変動Δｔ（μｍ）と表面粗度Ｒａ（μｍ）の積Δ
    ｔＲａを１２５以下とすることを特徴とする方向性電磁
    鋼板の結晶粒分布及び２次再結晶粒方位分布の測定方
    法。
11. 【請求項１１】電気信号と超音波とを相互に変換するた
    めの、鋼板表面垂直方向から傾いた方向へ超音波を入射
    させる超音波送受子と、 該超音波送受子に対向する超音波送受子からなる送受子
    の対、若しくは被測定鋼板を２次元方向に走査するため
    の走査機構と、 前記超音波送受子に電気信号を送受信するための電気信
    号処理装置と、 前記超音波送受子の励振周波数を変更するための周波数
    発生／変更装置と、 を含むことを特徴とする方向性電磁鋼板の結晶粒分布及
    び２次再結晶粒方位分布の測定装置。