超音波疲労試験を利用した介在物検査手法

摘要

本報では，超音波疲労試験による介在物検査法を提案し，SNCM439鋼，SUP12鋼，SCM440鋼の3鋼種について疲労試験による介在物検査の有用性を実証した。 SNCM439鋼は，比較的大きなA1203介在物が存在する例で，SUP12鋼は組織割れが問題となる例，SCM440鋼は複数種の欠陥が起点として出現する例だった。 その結果，以下のような結論を得た。 （1）SNCM439鋼では，Al_2O_3介在物が内部破壊の原因となった。疲労試験による介在物検査では，検鏡面に対する検査よりも検査体積が大きくなり，より大きな介在物を検出できた。また，極値統計では予測しえない極端に大きな介在物も検出できる可能性が高いことがわかった。（2）SUP12鋼では，介在物は内部破壊の原因とならず，組織割れが問題となった。 SUP12鋼の場合，組織割れの寸法の測定と原因となる組織の解析ができた。 （3）SCM440鋼では，10m前後のAl_2O_3介在物，TiN介在物，組織別れの3種類が内部破壊の原因となった。この場合，必ずしも最大寸法の介在物が疲労破壊の原因とならなかった。Al_2O_3介在物については，寸法を測定することができ，検鏡面に対する検査結果と比較しても妥当な結果が得られたが，TiN介在物と組織割れに関しては寸法を測定することが困難だった。 （4）Al_2O_3介在物のように母地と剥離する介在物にっいては，破面観察で介在物寸法を測定できるが，TiN介在物のように母地と剥離しない硬質介在物の場合や組織恥に閲しでは，破面観察で寸法の測定が困難であることが才〕かった。 （5）疲労試験による介在物検査でも，破面の切断やFIBによるマイクロミリングにより，原理的にはASTM法に基づく介在物の分類やTiN介在物の寸法測定が可能なことを実証したが，手間がかかることから，コストの面で問題が残った。