KR102267667B1 - 응력 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

금속으로 이루어지는 피검사체의 응력을 측정하는 방법에 있어서, 조사부로부터 피검사체에 X선을 입사시키는 동시에, X선이 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선의 회절환을 2차원 검출기로 검출하는 검출 공정과, 검출 공정의 검출 결과에 근거하여 피검사체의 응력을 산출하는 산출 공정을 포함하고, 검출 공정에서는, 피검사체로의 입사각이 5° 이상 20° 이하의 범위가 되도록 피검사체에 대해서 조사부를 기울인 상태로 해당 조사부로부터 피검사체의 복수의 부위에 대해서 각각 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환을 2차원 검출기로 검출한다.

Description

응력 측정 방법
본 발명은 피검사체의 응력을 측정하는 방법에 관한 것이다.
근년, 비파괴이며 금속으로 이루어지는 피검사체의 응력(잔류 응력)을 측정하는 방법으로서, 특허문헌 1 등에 보여지는 바와 같이, 2차원 검출기를 이용한 2차원 검출법(소위 cosα법)이 보급되어 있다. 본 방법은 특정의 입사각(Ψ)으로 피검사체에 입사한 X선이 피검사체에서의 회절에 의해 생기는 회절 X선의 회절환(回折環)에 근거하여 응력을 측정하는 방법이다. 이 2차원 검출법에 있어서의 측정의 정밀도는, 대체로 sin2Ψ에 비례하기 때문에, 피검사체에 입사되는 X선의 입사각(Ψ)이 45°로부터 변화함에 따라 측정 정밀도가 저하한다. 이 때문에, 2차원 검출법에서는, 통상, X선의 피검사체로의 입사각(Ψ)은 25° 내지 65°로 설정된다. 특허문헌 1에서는, 입사각(Ψ)은 30°로 설정되어 있다.
2차원 검출법은, 피검사체에 입사되는 X선의 입사각(Ψ)이 25° 내지 65°의 범위인 경우에는, 고정밀도의 측정이 가능하지만, 피검사체의 형상 등에 기인하여 적절한 입사각을 확보할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, X선의 피검사체로의 입사각(Ψ)이 상기의 범위가 되도록 X선을 조사 가능한 조사부를 피검사체에 대해서 기울어지게 하면, 회절 X선 또는 조사부 자체가 피검사체와 간섭하는 경우가 있다. 이러한 경우, 피검사체의 응력을 고정밀도로 측정하는 것이 곤란하다. 또한, X선의 입사각(Ψ)이 커짐에 따라서 피검사체의 표면 거칠기의 영향을 받기 쉬워지기 때문에, 적절한 입사각(Ψ)을 확보할 수 없는 경우도 있다. 게다가, 피검사체의 심부(深部)의 응력을 측정하기 위해서는, 입사각(Ψ)을 작게 할 필요가 있지만, 상술된 바와 같이, 본 방법의 측정 정밀도는 대체로 sin2Ψ에 비례하기 때문에, 입사각(Ψ)이 작아지면 측정 정밀도가 저하한다. 이 때문에, X선의 피검사체로의 입사각(Ψ)을 25° 내지 65°의 범위로 설정할 수 없는 경우, 특히, 입사각(Ψ)이 25°보다 작은 범위(저 입사각)로 설정될 필요가 있는 경우, 통상, 2차원 검출법의 적용은 곤란하다.
일본 특허 공개 제 2011-27550 호 공보
본 발명의 목적은, 피검사체로의 X선의 입사각이 5° 이상 20° 이하의 범위에서 또한 2차원 검출법을 이용하여 피검사체의 응력을 고정밀도로 측정하는 것이 가능한 응력 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 국면에 따른 응력 측정 방법은, 금속으로 이루어지는 피검사체의 응력을 측정하는 방법이며, X선을 조사 가능한 조사부로부터 상기 피검사체에 X선을 입사시키는 동시에, 상기 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선의 회절환을 2차원 검출기로 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정의 검출 결과에 근거하여 상기 피검사체의 응력을 산출하는 산출 공정을 포함하고, 상기 검출 공정에서는, 상기 X선의 상기 피검사체로의 입사각이 5° 이상 20° 이하의 범위가 되도록 상기 피검사체에 대해서 상기 조사부를 기울어지게 한 상태로 해당 조사부로부터 상기 피검사체의 복수의 부위에 대해서 각각 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환을 상기 2차원 검출기로 검출한다.
또한, 본 발명의 다른 국면에 따른 응력 측정 방법은, 금속으로 이루어지는 피검사체의 응력을 측정하는 방법이며, X선을 조사 가능한 조사부로부터 상기 피검사체에 X선을 입사시키는 동시에, 상기 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선의 회절환을 2차원 검출기로 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정의 검출 결과에 근거하여 상기 오목부의 응력을 산출하는 산출 공정을 포함하고, 상기 검출 공정에서는, 5° 이상 20° 이하의 범위로부터 선택된 특정의 입사각을 포함하고 또한 서로 다른 복수의 입사각으로 상기 조사부로부터 상기 피검사체의 특정의 부위에 대해서 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 특정의 부위에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환을 상기 2차원 검출기로 검출한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 응력 측정 방법의 검출 공정을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태의 응력 측정 방법의 검출 공정을 도시하는 개략도이다.
도 3은 제 1 실시예에 있어서의 입사 X선의 이동 방향의 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 입사 X선의 조사 면적과 기울기 오차의 관계(CrMo계 저 합금강)를 나타내는 그래프이다.
도 5는 입사 X선의 요동각과 신뢰도의 관계(CrMo계 저 합금강)를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
(제 1 실시형태)
본 발명의 제 1 실시형태의 응력 측정 방법에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다. 이 응력 측정 방법은 2차원 검출기(도시 생략)를 이용하여 강재 등의 금속으로 이루어지는 피검사체(1)(크랭크 샤프트 등)의 응력을 측정하는 것이다. 피검사체(1)는, X선을 조사 가능한 조사부(4)로부터 조사되는 X선의 해당 피검사체(1)로의 입사각이 25°보다 커지도록 피검사체(1)에 대해서 기울어진 조사부(4) 또는 해당 조사부(4)로부터 조사된 X선이 피검사체(1)에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선에 간섭하고, 또한 상기 X선의 해당 피검사체(1)에의 입사각이 25° 이하가 되도록 피검사체(1)에 대해서 기울어진 조사부(4) 또는 해당 조사부(4)로부터 조사된 X선이 피검사체(1)에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선으로부터 이격되는 형상을 갖는다. 구체적으로, 도 1에 도시되는 바와 같이, 피검사체(1)는 표면(2)과, 표면(2)으로부터 움푹 패이는 동시에 홈 형상으로 연장되는 형상을 갖는 오목부(3)를 갖는다. 본 실시형태에서는, 피검사체(1)의 오목부(3)의 응력을 측정하는 경우에 대해 설명한다. 즉, 본 실시형태에서는, X선의 입사각(Ψ)이 25°보다 커지도록 오목부(3)에 대해서 조사부(4)가 기울어지면, 조사부(4)가 피검사체(1)의 표면(2)에 간섭하거나, 회절 X선이 오목부(3)와 표면의 경계에 간섭한다. 단, 측정 부위는 오목부(3)에 한정되지 않는다. 본 응력 측정 방법은 검출 공정과, 산출 공정을 포함한다.
검출 공정에서는, X선을 조사 가능한 조사부(4)로부터 조사된 X선을 오목부(3)에 입사시키는 동시에, 상기 X선이 오목부(3)에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선의 회절환(R)을 2차원 검출기로 검출한다. 구체적으로, 이 검출 공정에서는, 상기 X선의 오목부(3)로의 입사각(Ψ)이 5° 이상 20° 이하의 범위(저 입사각)가 되도록 피검사체(1)에 대해서 조사부(4)를 기울어지게 한 상태로 해당 조사부(4)로부터 오목부(3) 내의 복수의 부위에 대해서 일정한 입사각(Ψ)으로 각각 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 오목부(3)에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환(R)을 2차원 검출기로 검출한다. 또한, 이때, 피검사체(1)를 고정한 상태로 조사부(4)를 이동시켜도 좋고, 조사부(4)를 고정한 상태로 피검사체(1)를 이동시켜도 좋다. 또한, 상기 복수의 부위로서, 오목부(3) 내에 있어서 연속적으로 연결되는 부위가 선택된다. 보다 바람직하게는, 상기 복수의 부위로서, 오목부(3)가 연장되는 방향을 따라 연속적으로 연결되는 부위가 선택된다. 이 검출 공정에서는, 상기 연속적으로 연결되는 부위에 대해서 조사부(4)로부터 일정한 입사각(Ψ)으로 연속적으로 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 부위에서 회절하는 것에 의해 형성되는 복수의 회절환(R)을 중첩하는 것에 의해 얻어지는 단일의 회절환(R)을 2차원 검출기로 검출한다. 또한, 오목부(3) 내의 연속적으로 연결되는 부위에 조사하는 X선의 면적은, 피검사체(1)의 결정립의 면적의 소정 배(예를 들면, 15000배) 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
산출 공정에서는, 검출 공정의 검출 결과(상기 단일의 회절환(R))에 근거하여 오목부(3)의 응력이 산출된다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 응력 측정 방법에서는, 검출 공정에 있어서, X선의 피검사체(1)로의 입사각이 5° 이상 20° 이하의 범위(저 입사각)가 되도록 피검사체(1)에 대해서 조사부(4)가 기울어지기 때문에, 피검사체(1)가, 해당 피검사체(1)로의 X선의 입사각이 25°보다 커지도록 피검사체(1)에 대해서 조사부(4)가 기울어졌을 때에 이 조사부(4)가 피검사체(1)에 간섭하는 형상을 갖는 경우에 있어서도, 피검사체(1)의 응력을 유효하게 측정 가능하다. 게다가, 검출 공정에서는, 피검사체(1)의 복수의 부위의 각각에 입사한 각 X선에 대응하는 복수의 회절환(R)을 검출하므로, 피검사체(1)에 입사한 단일의 X선에 대응하는 단일의 회절환(R)만을 검출하는 경우에 비해, 검출 공정의 검출 결과에 포함되는 회절 정보(회절에 기여하는 결정의 정보)가 많아진다. 따라서, 산출 공정에 있어서의 피검사체(1)의 응력의 산출의 정밀도가 높아진다.
또한, 검출 공정에서는, 상기 복수의 부위로서, 오목부(3)가 연장되는 방향을 따라 연속적으로 연결되는 부위가 선택되므로, 오목부(3)의 응력의 측정 정밀도가 더욱 높아진다. 구체적으로, 오목부(3)의 응력은 해당 오목부(3)가 연장되는 방향을 따라 거의 균일하다고 생각되기 때문에, 그 방향을 따라 연속적으로 연결되는 부위에 대한 회절환(R)을 검출하는 것에 의해, 측정 정밀도가 향상한다.
또한, 검출 공정에서는, X선이 입사되는 오목부(3) 내의 복수의 부위로서, 오목부(3)가 연장되는 방향을 따라 서로 간격을 두고 나열된 부위가 선택되고, 각 부위에서 입사 X선이 회절하는 것에 의해 형성된 복수의 회절환(R)을 검출해도 좋다. 이 경우, 산출 공정에서는, 각 회절환(R)으로부터 구해진 복수의 검출값(응력의 값)의 평균값이 산출된다. 단, 상기 실시형태와 같이, 상기 복수의 부위로서, 오목부(3)가 연장되는 방향을 따라 연속적으로 연결되는 부위가 선택되고, 그 부위에 대해서 연속적으로 X선이 입사되는 것에 의해, 오목부(3) 내에 있어서 서로 간격을 두고 나열된 복수의 부위에 X선을 입사시키는 경우에 비해, 측정 부위마다의 측정 조건의 설정이 불필요해지기 때문에, 검출 공정의 작업이 간소화된다.
(제 2 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태의 응력 측정 방법에 대해서, 도 2를 참조하면서 설명한다. 또한, 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명을 실행하고, 제 1 실시형태와 동일한 구조, 작용 및 효과의 설명은 생략한다.
본 실시형태에서는 도 2에 도시되는 바와 같이, 검출 공정에서는, 오목부(3) 내의 단일의 부위에 대해, 5° 이상 20° 이하의 범위로부터 선택된 특정의 입사각(Ψ)을 포함하고 또한 서로 다른 복수의 입사각(Ψ)으로 조사부(4)로부터 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 오목부(3)에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환(R)을 2차원 검출기로 검출한다. 상기 복수의 입사각(Ψ)은, 상기 특정의 입사각(Ψ)을 하한값으로 하고 상기 특정의 입사각(Ψ)에 대해서 소정 각도 증가시킨 입사각(Ψ)을 상한값으로 하는 범위로부터 선택된다. 본 실시형태에서는, 검출 공정에 있어서, 오목부(3)에 대해서 상기 범위의 하한값에서 상한값까지, 또는 상한값에서 하한값까지 연속적으로 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 오목부(3)에서 회절하는 것에 의해 형성되는 복수의 회절환을 중첩시키는 것에 의해 얻어진 단일의 회절환을 2차원 검출기로 검출한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 응력 측정 방법에서는, 검출 공정에 있어서, 5° 이상 20° 이하의 범위로부터 선택된 특정의 입사각(Ψ)을 포함한 서로 다른 복수의 입사각(Ψ)으로 X선이 피검사체(1)에 조사되기 때문에, 피검사체(1)가 해당 피검사체(1)로의 X선의 입사각이 25°보다 커지도록 피검사체(1)에 대해서 조사부(4)가 기울어졌을 때에 이 조사부(4)가 피검사체(1)에 간섭하는 형상을 갖는 경우에 있어서도, 피검사체(1)의 응력을 유효하게 측정 가능하다. 게다가, 검출 공정에서는, 서로 다른 복수의 입사각(Ψ)으로 입사한 복수의 X선의 각각에 대응하는 복수의 회절환(R)을 2차원 검출기로 검출하므로, 피검사체(1)에 대해서 단일의 입사각으로 입사한 X선에 대응하는 단일의 회절환만을 검출하는 경우에 비해, 검출 공정의 검출 결과에 포함되는 회절 정보(회절에 기여하는 결정의 정보)가 많아진다. 따라서, 산출 공정에 있어서의 오목부(3)의 응력의 산출의 정밀도가 높아진다.
또한, 검출 공정에서는, 상기 복수의 입사각(Ψ)은 특정의 입사각(Ψ)을 하한값으로 하고 상기 특정의 입사각(Ψ)에 대해서 소정 각도 증가시킨 입사각(Ψ)을 상한값으로 하는 범위로부터 선택되므로, 특정의 입사각(Ψ)으로 입사한 X선의 조사 부위의 근방에 있어서 많은 회절 정보를 얻는 것이 가능하게 된다. 따라서, 측정 정밀도가 향상한다.
실시예
이어서, 상기 각 실시형태의 실시예에 대해서 순서대로 설명한다. 이 실시예에서는, 피검사체(1)의 일부가 잘라낸 시험편(10㎜×10㎜)이 이용되었다. 또한, 피검사체(1)로서는, CrMo계 저 합금강으로 이루어지는 것이 이용되었다. 이 시험편에 대해서 조사부(4)로부터 입사시키는 X선으로서, 파장이 0.117㎜의 Cr-Kα가 이용되고, 또한, 이 X선의 빔 직경(φ)은 약 1.5㎜로 되었다. 또한, 조사부(4)로서, 펄스텍사제의 μ-X360가 이용되었다.
이 실시예의 검출 공정에서는, 상기 시험편에 대해 4점 굽힘 시험기로 응력을 인가한 상태로 해당 시험편에 상기 X선을 입사시키고, Fe(2, 1, 1)의 회절면에 있어서의 회절환(2θ≤156°)을 2차원 검출기로 검출하였다. 또한, θ는 회절각이다. 그리고, 산출 공정에서는, 그 검출 결과에 근거하여 응력을 산출하였다.
(제 1 실시형태의 실시예)
우선, 제 1 실시형태의 실시예에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 3은 시험편에 입사시키는 입사 X선의 이동 방향의 예를 나타내고 있다. 도 4는 입사 X선의 입사각(Ψ)이 5°, 10°, 20° 및 35°인 경우에 있어서의 X선의 조사 면적과 기울기 오차의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 기울기 오차는 실제로 부가되어 있는 응력(시험편에 장착된 변형 게이지의 값)에 대한 측정값의 오차를 의미한다. 따라서, 이 값이 작을수록, 고정밀도로 측정이 실행되었다고 평가할 수 있다.
이러한 도 4에 나타나는 바와 같이, 저 입사각(5°, 10° 및 20°)에서는, 단일의 X선에 의한 조사 면적(본 실시예에서는 약 1.8㎟)으로부터 조사 면적이 증가함에 따라 기울기 오차가 저감하는(측정 정밀도가 향상하는) 경향이 있는 것을 알 수 있다. 이는, X선의 조사 면적이 커짐에 따라 회절 X선으로부터 얻어지는 회절 정보가 많아지기 때문이다.
또한, 저 입사각에 있어서, X선의 조사 면적이 15㎟ 이상의 범위의 기울기 오차는, 비교적 고정밀도라고 평가 가능한 고 입사각(35°)의 기울기 오차와 동일한 정도인 것을 알 수 있다. 즉, 입사 X선의 입사각(Ψ)이 저 입사각이어도, 본 실시예의 경우, 15㎟ 이상의 면적에 대해서 X선을 조사하는 것에 의해, 고 입사각으로 단일의 X선을 조사하였을 경우와 동일한 정도의 정밀도로 측정할 수 있는 것을 알았다. 이 조사 면적은, 시험편의 결정립의 면적(본 실시예에서는 약 0.001㎟)의 약 15000배 이상에 상당한다. 즉, X선의 조사 면적의 합계가 시험편의 결정립의 면적의 약 15000배 이상이 되도록 시험편에 X선을 입사시키는 것에 의해, 고 입사각으로 단일의 X선을 조사하였을 경우와 동일한 정도의 정밀도로 측정할 수 있는 것을 알았다.
(제 2 실시형태의 실시예)
다음에, 제 2 실시형태의 실시예에 대해서, 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5는 입사 X선의 입사각(Ψ)이 저 입사각 및 고 입사각인 경우에 있어서의 입사 X선의 입사각(Ψ)의 변경량(입사각(Ψ)에 대해서 증가시키는 각도)과 기울기 오차의 관계를 나타내는 그래프이다. 예를 들어, 입사각의 변경량이 6°인 경우의 기울기 오차의 값은, 입사각(Ψ)을 저 입사각으로부터 선택된 특정의 입사각으로부터 해당 특정의 입사각에 6° 더한 입사각의 범위에서 연속적으로 변화시키는 것에 의해 얻어진 회절환(R)에 근거하는 산출값의 변형 게이지의 값으로부터의 차이를 의미한다.
이 도 5로부터, 저 입사각에서는, 입사각(Ψ)의 변경량이 증가함에 따라 기울기 오차가 감소하고 있는(측정 정밀도가 향상하고 있는) 것을 알 수 있다. 이는, 입사각(Ψ)을 상기 범위에서 변경하는 것에 의해서 회절 X선으로부터 얻어진 회절 정보가 많아지기 때문이다.
또한, 저 입사각에 있어서, 입사각(Ψ)의 변경량이 6° 이상의 범위의 기울기 오차는 비교적 고정밀도라고 평가 가능한 고 입사각의 기울기 오차와 동일한 정도인 것을 알 수 있다. 즉, 입사 X선의 입사각(Ψ)이 저 입사각이어도, 이 입사각(Ψ)에 대해서 6° 이상 증가시킨 범위에서 입사각(Ψ)을 변경시키면서 X선을 조사하는 것에 의해, 고 입사각으로 단일의 요동각이 0°인 X선을 조사하였을 경우와 동일한 정도의 정밀도로 측정할 수 있는 것을 알았다.
여기서, 상기 실시형태에 대해서 개설(槪說)한다.
상기 제 1 실시형태의 응력 측정 방법은, 금속으로 이루어지는 피검사체의 응력을 측정하는 방법이며, X선을 조사 가능한 조사부로부터 상기 피검사체에 X선을 입사시키는 동시에, 상기 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선의 회절환을 2차원 검출기로 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정의 검출 결과에 근거하여 상기 피검사체의 응력을 산출하는 산출 공정을 포함하고, 상기 검출 공정에서는, 상기 X선의 상기 피검사체로의 입사각이 5° 이상 20° 이하의 범위가 되도록 상기 피검사체에 대해서 상기 조사부를 기울어지게 한 상태로 해당 조사부로부터 상기 피검사체의 복수의 부위에 대해서 각각 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환을 상기 2차원 검출기로 검출한다.
본 응력 측정 방법에서는 검출 공정에 있어서, X선의 피검사체로의 입사각이 5° 이상 20° 이하의 범위(저 입사각)가 되도록 피검사체에 대해서 조사부가 기울어지기 때문에, 피검사체가, 예를 들면, 해당 피검사체로의 X선의 입사각이 25°보다 커지도록 피검사체에 대해서 조사부가 기울어질 때에 이 조사부가 피검사체에 간섭하는 형상을 갖는 경우에 있어서도, 피검사체의 응력을 유효하게 측정 가능하다. 게다가, 검출 공정에서는, 피검사체의 복수의 부위의 각각에 입사한 각 X선에 대응하는 복수의 회절환을 검출하므로, 피검사체에 입사한 단일의 X선에 대응하는 단일의 회절환만을 검출하는 경우에 비해, 검출 공정의 검출 결과에 포함되는 회절 정보(회절에 기여하는 결정의 정보)가 많아진다. 따라서, 산출 공정에 있어서의 피검사체의 응력의 산출의 정밀도가 높아진다.
이 경우에 있어서, 상기 검출 공정에서는, 상기 복수의 부위로서, 상기 피검사체 중 연속적으로 연결되는 부위가 선택되고, 그 부위에 대해서 연속적으로 X선을 입사시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 피검사체의 응력의 측정 정밀도가 더욱 높아지고, 또한, 검출 공정의 작업이 간소화된다. 구체적으로, 피검사체의 응력은 연속적으로 연결되는 부위에 있어서 거의 균일하다고 생각되기 때문에, 그러한 부위에 있어서 회절환을 검출하는 것에 의해, 측정 정밀도가 향상한다. 또한, 피검사체에 있어서 서로 이격되는 부위에 대해서 개별적으로 X선이 조사되는 경우에 비해, 측정 부위마다의 측정 조건의 설정이 불필요해지므로, 검출 공정의 작업이 간소화된다.
게다가 이 경우에 있어서, 상기 검출 공정에서는, 상기 연속적으로 연결되는 부위에 대해서 연속적으로 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 부위에서 회절하는 것에 의해 형성되는 복수의 회절환을 중첩시키는 것에 의해 얻어진 단일의 회절환을 상기 2차원 검출기로 검출하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 검출 공정이 더욱 간소화된다.
또한, 상기 검출 공정에서는, 상기 X선의 상기 피검사체로의 조사 면적의 합계가 상기 피검사체의 결정립의 면적의 소정 배 이상이 되도록 상기 피검사체에 상기 X선을 입사시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 검출 공정의 검출 결과에 포함되는 회절 정보가 보다 많아지므로, 측정 정밀도가 한층 높아진다.
또한, 상기 제 2 실시형태의 응력 측정 방법은, 금속으로 이루어지는 피검사체의 응력을 측정하는 방법이며, X선을 조사 가능한 조사부로부터 상기 피검사체에 X선을 입사시키는 동시에, 상기 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선의 회절환을 2차원 검출기로 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정의 검출 결과에 근거하여 상기 오목부의 응력을 산출하는 산출 공정을 포함하고, 상기 검출 공정에서는, 5° 이상 20° 이하의 범위로부터 선택된 특정의 입사각을 포함하고 또한 서로 다른 복수의 입사각으로 상기 조사부로부터 상기 피검사체의 특정의 부위에 대해서 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 특정의 부위에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환을 상기 2차원 검출기로 검출한다.
본 응력 측정 방법에서는 검출 공정에 있어서, 5° 이상 20° 이하의 범위로부터 선택된 특정의 입사각을 포함한 서로 다른 복수의 입사각으로 X선이 피검사체에 조사되기 때문에, 피검사체가, 예를 들면, 해당 피검사체로의 X선의 입사각이 25°보다 커지도록 피검사체에 대해서 조사부가 기울어졌을 때에 이 조사부가 피검사체에 간섭하는 형상을 갖는 경우에 있어서도, 피검사체의 응력을 유효하게 측정 가능하다. 게다가, 검출 공정에서는, 서로 다른 복수의 입사각으로 입사한 복수의 X선의 각각에 대응하는 복수의 회절환을 2차원 검출기로 검출하므로, 피검사체에 대해서 단일의 입사각으로 입사한 X선에 대응하는 단일의 회절환만을 검출하는 경우에 비해, 검출 공정의 검출 결과에 포함되는 회절 정보(회절에 기여하는 결정의 정보)가 많아진다. 따라서, 산출 공정에 있어서의 오목부의 응력의 산출의 정밀도가 높아진다.
이 경우에 있어서, 상기 복수의 입사각은 특정의 입사각을 하한값으로 하고 상기 특정의 입사각에 대해서 소정 각도 증가시킨 입사각을 상한값으로 하는 범위로부터 선택되는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 검출 공정에 있어서, 특정의 입사각으로 입사한 X선의 조사부위의 근방에 있어서 많은 회절 정보를 얻는 것이 가능하게 된다. 따라서, 측정 정밀도가 향상한다.
또한, 상기 제 1 실시형태 또는 상기 제 2 실시형태의 응력 측정 방법에 있어서, 상기 검출 공정에서는, 상기 피검사체로서, 상기 조사부로부터 조사되는 X선의 해당 피검사체로의 입사각이 25°보다 커지도록 상기 피검사체에 대해서 기울어진 상기 조사부 또는 해당 조사부로부터 조사된 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선에 간섭하고, 또한 상기 X선의 해당 피검사체로의 입사각이 25° 이하가 되도록 상기 피검사체에 대해서 기울어진 상기 조사부 또는 해당 조사부로부터 조사된 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선으로부터 이격하는 형상을 갖는 것이 이용되는 것이 바람직하다.

Claims (8)

  1. 금속으로 이루어지는 피검사체의 응력을 측정하는 방법에 있어서,
    X선을 조사 가능한 조사부로부터 상기 피검사체에 X선을 입사시키는 동시에, 상기 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선의 회절환을 2차원 검출기로 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정의 검출 결과에 근거하여 상기 피검사체의 응력을 산출하는 산출 공정을 포함하고,
    상기 검출 공정에서는, 상기 X선의 상기 피검사체로의 입사각이 5° 이상 20° 이하의 범위가 되도록 상기 피검사체에 대해서 상기 조사부를 기울어지게 한 상태로 해당 조사부로부터 상기 피검사체의 복수의 부위에 대해서 각각 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환을 상기 2차원 검출기로 검출하고, 또한, 상기 X선의 상기 피검사체로의 조사 면적의 합계가 상기 피검사체의 결정립의 면적의 15000배 이상이 되도록 상기 피검사체의 복수의 부위에 상기 X선을 입사시키는
    응력 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 공정에서는, 상기 복수의 부위로서, 상기 피검사체 중 연속적으로 연결되는 부위가 선택되고, 그 부위에 대해서 연속적으로 X선을 입사시키는
    응력 측정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 검출 공정에서는, 상기 연속적으로 연결되는 부위에 대해서 연속적으로 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 부위에서 회절하는 것에 의해 형성되는 복수의 회절환을 중첩시키는 것에 의해 얻어진 단일의 회절환을 상기 2차원 검출기로 검출하는
    응력 측정 방법.
  4. 삭제
  5. 금속으로 이루어지는 피검사체의 응력을 측정하는 방법에 있어서,
    X선을 조사 가능한 조사부로부터 상기 피검사체에 X선을 입사시키는 동시에, 상기 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선의 회절환을 2차원 검출기로 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정의 검출 결과에 근거하여 상기 피검사체의 응력을 산출하는 산출 공정을 포함하고,
    상기 검출 공정에서는, 5° 이상 20° 이하의 범위로부터 선택된 특정의 입사각을 포함하고 또한 서로 다른 복수의 입사각으로 상기 조사부로부터 상기 피검사체의 특정의 부위에 대해서 X선을 입사시키는 동시에, 각 X선이 상기 특정의 부위에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절환을 상기 2차원 검출기로 검출하고, 또한, 상기 복수의 입사각은, 상기 특정의 입사각을 하한값으로 하고 상기 특정의 입사각에 대해서 6° 이상 증가시킨 입사각을 상한값으로 하는 범위에서 선택되는
    응력 측정 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 공정에서는, 상기 피검사체로서, 상기 조사부로부터 조사되는 X선의 해당 피검사체로의 입사각이 25°보다 커지도록 상기 피검사체에 대해서 기울어진 상기 조사부 또는 상기 조사부로부터 조사된 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선에 간섭하고, 또한 상기 X선의 해당 피검사체로의 입사각이 25° 이하가 되도록 상기 피검사체에 대해서 기울어진 상기 조사부 또는 상기 조사부로부터 조사된 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선으로부터 이격하는 형상을 갖는 것이 이용되는
    응력 측정 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 검출 공정에서는, 상기 피검사체로서, 상기 조사부로부터 조사되는 X선의 해당 피검사체로의 입사각이 25°보다 커지도록 상기 피검사체에 대해서 기울어진 상기 조사부 또는 상기 조사부로부터 조사된 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선에 간섭하고, 또한 상기 X선의 해당 피검사체로의 입사각이 25° 이하가 되도록 상기 피검사체에 대해서 기울어진 상기 조사부 또는 상기 조사부로부터 조사된 X선이 상기 피검사체에서 회절하는 것에 의해 형성되는 회절 X선으로부터 이격되는 형상을 갖는 것이 이용되는
    응력 측정 방법.
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