(57)【要約】【課題】作業者によるばらつきを無くし、簡便にラメラ間隔を調査することが可能な鋼材の評価方法を提供する。【解決手段】鋼材の評価方法は、鋼材に陽電子を入射させるステップ（Ｓ２０）と、陽電子の消滅によって鋼材から発生するγ線を検出するステップ（Ｓ３０）と、検出されたγ線から陽電子の寿命を算出するステップ（Ｓ４０）と、算出された陽電子の寿命と鋼材のラメラ間隔との関係から、鋼材のラメラ間隔を導出するステップ（Ｓ５０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材に陽電子を入射させるステップと、
前記陽電子の消滅によって前記鋼材から発生するγ線を検出するステップと、
検出された前記γ線から前記陽電子の寿命を算出するステップと、
算出された前記寿命と前記鋼材のラメラ間隔との関係から、前記鋼材のラメラ間隔を導出するステップとを備えた、鋼材の評価方法。
【請求項２】
鋼材に陽電子を入射させるステップと、
前記陽電子の入射によって前記鋼材から発生するγ線を検出するステップと、
検出された前記γ線のエネルギー分布を算出するステップと、
算出された前記エネルギー分布と前記鋼材のラメラ間隔との関係から、前記鋼材のラメラ間隔を導出するステップとを備えた、鋼材の評価方法。
【請求項３】
前記陽電子を入射させるステップの前に、前記鋼材を焼鈍するステップをさらに備えた、請求項１または２に記載の鋼材の評価方法。
【請求項４】
前記鋼材を焼鈍するステップでは、６００℃以下の温度域に前記鋼材を加熱することにより、前記鋼材が焼鈍される、請求項３に記載の鋼材の評価方法。
【請求項５】
前記鋼材を焼鈍するステップでは、４００℃以上の温度域に前記鋼材を加熱することにより、前記鋼材が焼鈍される、請求項３または４に記載の鋼材の評価方法。
【請求項６】
前記鋼材は共析鋼または過共析鋼からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼材の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼材の評価方法に関し、より特定的には、陽電子を用いた鋼材の評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーライト組織を含む鋼材の特性には、パーライトに含まれる層状の炭化物（セメンタイト；Ｆｅ３Ｃ）の層間隔であるラメラ間隔が影響を与える。具体的には、たとえばパテンティング処理および冷間引抜き加工が実施されて得られるピアノ線の強度には、上記ラメラ間隔が大きな影響を与える。ラメラ間隔は、たとえば鋼材を切断し、切断面を研磨した後、適切なエッチングを行ない、これを顕微鏡により観察することによって調査することができる。
【０００３】
一方、耐熱鋼における陽電子消滅寿命に基づいて、耐熱鋼の余寿命を診断する方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。また、陽電子の消滅現象を利用して、材料の欠陥を評価する方法が知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６５９７８号公報
【特許文献２】特開２００４−９３２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、鋼材のラメラ間隔は、切断、研磨、エッチングおよび顕微鏡による観察を含む手順により調査することができる。しかし、この調査方法には手間と時間がかかるという問題がある。また、切断面を顕微鏡にて観察する方法では、セメンタイトの積層方向を含む面（セメンタイトとフェライトとの界面に垂直な面）において鋼材が切断されない限り、見かけ上のラメラ間隔と真のラメラ間隔との間に差が生じる。そのため、作業者によって調査精度がばらつくという問題もある。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、作業者によるばらつきを無くし、簡便にラメラ間隔を調査することが可能な鋼材の評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面に従った鋼材の評価方法は、鋼材に陽電子を入射させるステップと、陽電子の消滅によって鋼材から発生するγ線を検出するステップと、検出されたγ線から陽電子の寿命を算出するステップと、算出された陽電子の寿命と鋼材のラメラ間隔との関係から、鋼材のラメラ間隔を導出するステップとを備える。
【０００８】
本発明の第２の局面に従った鋼材の評価方法は、鋼材に陽電子を入射させるステップと、陽電子の消滅によって鋼材から発生するγ線を検出するステップと、検出されたγ線のエネルギー分布を算出するステップと、算出されたエネルギー分布と鋼材のラメラ間隔との関係から、鋼材のラメラ間隔を導出するステップとを備える。
【０００９】
本発明者は、作業者によるばらつきを無くし、簡便にラメラ間隔を調査する方法について検討を行なった。その結果、陽電子が入射された鋼材から発生するγ線から得られる情報に基づいて、鋼材のラメラ間隔を導出可能であることを見出し、本発明に想到した。
【００１０】
具体的には、本発明者の検討により、鋼材から発生する上記γ線の発生状況から算出可能な陽電子の寿命は、鋼材のラメラ間隔に依存することが明らかとなった。より詳細に説明すると、鋼材に入射された陽電子の寿命は、鋼材の成分組成が同じであっても、ラメラ間隔が小さいほど長くなることが分かった。これは、パーライト組織におけるセメンタイトとフェライト（α鉄）との界面領域に位置する陽電子の寿命は、他の領域に位置する陽電子の寿命よりも長く、同一の成分組成を有する鋼材であっても、ラメラ間隔の小さい鋼材においては上記界面の総面積が大きくなる結果、寿命の長い陽電子の数が多くなるためであると考えられる。
【００１１】
また、本発明者は、鋼材から発生する上記γ線のエネルギー分布が、鋼材のラメラ間隔に依存することを見出した。より詳細に説明すると、鋼材から発生するγ線のエネルギー分布、たとえばドップラーシフト（ドップラー広がり）の程度を示すＳパラメータなどの指標が、鋼材の成分組成が同じであっても、ラメラ間隔に応じて変化することが分かった。これは以下のような理由によるものと考えられる。すなわち、パーライト組織におけるセメンタイトとフェライトとの界面領域に位置する電子の運動エネルギー分布は、他の領域に位置する電子の運動エネルギー分布よりも低運動エネルギー電子の割合が高い。一方、同一の成分組成を有する鋼材であってもラメラ間隔の小さい鋼材においては上記界面の総面積が大きくなる。ここで、陽電子と電子との対消滅によって発生するγ線のエネルギーは、電子の運動エネルギーの大きさに応じてシフトする。その結果、ラメラ間隔に対応してγ線のエネルギー分布に変化が生じる。
【００１２】
上記本発明の鋼材の評価方法においては、鋼材に陽電子を入射させ、鋼材から発生するγ線から陽電子の寿命、あるいはγ線のエネルギー分布を算出し、これらのいずれかと鋼材のラメラ間隔との関係から、鋼材のラメラ間隔を導出する。そのため、本発明の鋼材の評価方法は、切断、研磨、エッチングおよび顕微鏡による観察という手順で実施される従来の調査方法に比べて簡便であり、かつ短時間での実施が可能である。また、切断面を顕微鏡にて観察する従来の方法とは異なり、作業者による調査精度のばらつきを無くすことができる。このように、本発明の鋼材の評価方法によれば、作業者によるばらつきを無くし、簡便にラメラ間隔を調査することが可能な鋼材の評価方法を提供することができる。
【００１３】
ここで、上記「陽電子の寿命」には、陽電子の寿命と一対一の対応を有する他のパラメータを含む。また、上記「γ線のエネルギー分布」に対応する指標として、Ｓパラメータを例示したが、採用可能な指標はこれに限られず、Ｗパラメータなど、所定の運動エネルギーの大きさの電子の割合に対応する他のパラメータも、上記「γ線のエネルギー分布」に含まれる。また、上記「γ線のエネルギー分布」には、γ線のエネルギーに対応する物理量の分布、たとえば電子の運動量分布なども含まれる。
【００１４】
上記鋼材の評価方法においては、陽電子を入射させるステップの前に、鋼材を焼鈍するステップをさらに備えていてもよい。
【００１５】
上記陽電子の寿命およびγ線のエネルギー分布は、原子空孔などの格子欠陥の影響を受ける。鋼材を焼鈍することにより格子欠陥を低減した上で、上記手順を実施することにより、ラメラ間隔を精度よく導出することができる。
【００１６】
上記鋼材の評価方法においては、鋼材を焼鈍するステップでは、６００℃以下の温度域に鋼材を加熱することにより鋼材が焼鈍されてもよい。
【００１７】
６００℃を超える温度域で鋼材を加熱すると、セメンタイトの素地への溶け込みや、それに伴うセメンタイトの球状化が進行し、ラメラ間隔が変化するおそれがある。上述のように加熱温度を６００℃以下とすることにより、焼鈍によるラメラ間隔の変化を抑制し、精度よくラメラ間隔を導出することが可能となる。
【００１８】
上記鋼材の評価方法においては、鋼材を焼鈍するステップでは、４００℃以上の温度域に鋼材を加熱することにより、鋼材が焼鈍されてもよい。
【００１９】
焼鈍温度を４００℃未満とすると、格子欠陥が十分に低減されず、焼鈍による精度向上が不十分となるおそれがある。上述のように加熱温度を４００℃以上とすることにより、格子欠陥を十分に低減し、精度よくラメラ間隔を導出することが可能となる。
【００２０】
上記鋼材の評価方法においては、鋼材は共析鋼または過共析鋼からなるものであってもよい。炭素含有量の高いこのような鋼材のラメラ間隔の調査に、本発明の鋼材の評価方法は好適である。なお、この条件を満たす鋼材としては、たとえばＪＩＳ規格Ｇ３５２１、ＪＩＳ規格Ｇ３５２２、ＪＩＳ規格Ｇ３５３６、ＪＩＳ規格Ｇ３５３７などの鋼材を例示することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明から明らかなように、本発明の鋼材の評価方法によれば、作業者によるばらつきを無くし、簡便にラメラ間隔を調査することが可能な鋼材の評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１における鋼材の評価方法の概略を示すフローチャートである。
【図２】陽電子寿命測定装置の構成を示す概略図である。
【図３】陽電子の寿命とラメラ間隔との関係を示す図である。
【図４】実施の形態２における鋼材の評価方法の概略を示すフローチャートである。
【図５】電子運動量分布測定装置の構成を示す概略図である。
【図６】Ｓパラメータとラメラ間隔との関係を示す図である。
【図７】焼鈍温度と平均陽電子寿命との関係を示す図である。
【図８】焼鈍温度とＳパラメータとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００２４】
（実施の形態１）
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施の形態である実施の形態１について説明する。図１を参照して、本実施の形態における鋼材の評価方法では、まずステップ（Ｓ１０）において鋼材が焼鈍される。具体的には、たとえば共析鋼または過共析鋼からなる鋼材がパテンティング処理された後、引抜き加工されて得られたピアノ線が準備される。そして、このピアノ線を加熱することにより焼鈍する。焼鈍温度は、４００℃以上６００℃以下とすることが好ましい。このステップ（Ｓ１０）は、本発明の鋼材の評価方法において必須のステップではないが、これを実施しておくことにより、たとえば引抜き加工等の製造プロセスにおいて鋼材に導入された原子空孔などの格子欠陥を低減することができる。その結果、後続のステップにより高い精度でラメラ間隔を導出することができる。
【００２５】
次に、図２に示す陽電子寿命測定装置を用いて上記鋼材（ピアノ線）に入射された陽電子の寿命が測定される。図２を参照して、本実施の形態において使用される陽電子寿命測定装置１は、試料９０（ピアノ線）に対して陽電子線を照射する陽電子線源１１と、陽電子線源１１や試料９０から発生した光（γ線）を電子に変換して増幅し、電気信号を出力する一対の光電子増倍管１２，１３（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  ｔｕｂｅ；ＰＭＴ）と、一対の光電子増倍管１２，１３のそれぞれに接続され、電力を供給する高圧電源１４，１４（ＨＶ）と、一対の光電子増倍管１２，１３のそれぞれに接続され、光電子増倍管１２，１３からの電気信号を受けるデジタルオシロスコープ１５とを備えている。
【００２６】
そして、ステップ（Ｓ２０）では、陽電子線源１１から、陽電子が試料９０に入射される。このとき、陽電子線源１１では、陽電子の生成とほぼ同時に核γ線が発生する。この陽電子の生成に伴う核γ線は、ステップ（Ｓ２１）において検出され、陽電子が試料９０に入射された時刻として記録される。具体的には、一方の光電子増倍管１２は、陽電子の生成に伴って生成した核γ線を受け、これを電気信号をに変換してデジタルオシロスコープ１５に出力する。そして、デジタルオシロスコープ１５が当該電気信号を受けた時刻が、陽電子の入射時刻として記録され、時間の計測がスタートする。
【００２７】
次に、ステップ（Ｓ３０）において鋼材から放出されるγ線が検出される。具体的には、ステップ（Ｓ２０）において試料９０に入射された陽電子が対消滅することにより、試料９０からγ線（消滅γ線）が放出される。他方の光電子増倍管１３は、この消滅γ線を受け、これを電気信号をに変換してデジタルオシロスコープ１５に出力する。そして、デジタルオシロスコープ１５が当該電気信号を受けた時刻が、陽電子の消滅時刻として記録され、時間の計測がストップする。
【００２８】
次に、ステップ（Ｓ４０）において陽電子の寿命が算出される。具体的には、ステップ（Ｓ２１）において記録された陽電子の入射時刻と、ステップ（Ｓ３０）において記録された陽電子の消滅時刻との差から、試料９０中における１個の陽電子の寿命が算出される。そして、上記ステップ（Ｓ２０）〜（Ｓ４０）が、陽電子寿命のデータ数が所定の総数に到達するまで繰り返される。さらに、得られた寿命データをヒストグラムに表すことにより、陽電子寿命スペクトルが作成される。そして、この陽電子寿命スペクトルから、陽電子の試料９０中における平均寿命が算出される。
【００２９】
次に、ステップ（Ｓ５０）においてラメラ間隔が導出される。具体的には、予め調査された陽電子の寿命（平均寿命）とラメラ間隔との関係に基づき、ステップ（Ｓ４０）において算出された陽電子の寿命（平均寿命）からラメラ間隔が算出される。ここで、陽電子の寿命とラメラ間隔との関係は、たとえば以下のように決定することができる。
【００３０】
まず、上記ステップ（Ｓ１０）〜（Ｓ４０）を実施することにより、鋼材（たとえばピアノ線）の陽電子の平均寿命が算出される。ここで、たとえば同一組成の鋼材の熱処理温度や冷却速度を変更することにより、同一の組成を有しつつ異なったラメラ間隔を有する鋼材を準備し、それぞれについて陽電子の平均寿命を算出する。その後、陽電子の平均寿命が算出された鋼材を切断し、切断面を研磨した後、適切なエッチングを行ない、これを顕微鏡により観察することにより、ラメラ間隔を調査する。そして、得られたラメラ間隔と、当該ラメラ間隔に対応する陽電子の平均寿命との関係を、たとえば線形近似により決定する。
【００３１】
図３は、このようにして決定された関係を示す図である。図３において横軸は陽電子の平均寿命を示しており、縦軸は顕微鏡による観察によって得られたラメラ間隔を示している。そして、図中の破線は、線形近似により決定された陽電子の平均寿命とラメラ間隔との関係を示している。図３のような関係を予め決定しておくことにより、同様のプロセスにより製造される同一鋼種について陽電子の平均寿命を算出し、予め決定された上記関係に基づいてラメラ間隔を導出することができる。なお、陽電子の寿命に関しては、平均寿命に限らず、ラメラ間隔に対応して変化する陽電子の寿命を表す指標であれば、他の指標を採用してもよい。
【００３２】
以上の手順により、本実施の形態における鋼の評価方法は完了し、鋼材のラメラ間隔が導出される。上記本実施の形態における鋼材の評価方法では、陽電子が入射することにより鋼材から発生するγ線から陽電子の寿命を算出し、予め決定された陽電子の寿命と鋼材のラメラ間隔との関係から、鋼材のラメラ間隔が導出される。そのため、本実施の形態における鋼材の評価方法は、従来の調査方法に比べて簡便であり、かつ短時間での実施が可能である。また、切断面を顕微鏡にて観察する従来の方法とは異なり、作業者による調査精度のばらつきを無くすことができる。このように、本実施の形態における鋼材の評価方法によれば、作業者によるばらつきを無くし、簡便にラメラ間隔を調査することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
次に、図４〜図６を参照して、本発明の他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図４および図１を参照して、実施の形態２における鋼材の評価方法は、基本的には実施の形態１の場合と同様に実施される。しかし、実施の形態２においては、陽電子の寿命と鋼材のラメラ間隔との関係に代えて、γ線のエネルギー分布と鋼材のラメラ間隔との関係に基づいてラメラ間隔が導出される点において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００３４】
図４を参照して、実施の形態２における鋼材の評価方法では、まず必要に応じてステップ（Ｓ１０）の焼鈍が実施の形態１の場合と同様に実施された後、図５に示す電子運動量分布測定装置を用いて、鋼材（たとえばピアノ線）に陽電子が照射されることにより発生するγ線のエネルギー分布に対応する電子の運動量分布が測定される。
【００３５】
図５を参照して、本実施の形態において使用される電子運動量分布測定装置２は、試料９０（ピアノ線）に対して陽電子線を照射する陽電子線源２１と、試料９０に対向するように配置され、試料９０から発生したγ線を検出して当該γ線のエネルギーの情報を含む検出信号を出力する一対のγ線検出器２２，２３（Ｇｅ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と、一対のγ線検出器２２，２３のそれぞれに接続され、電力を供給する高圧電源２４，２４（ＨＶ）と、一対のγ線検出器２２，２３のそれぞれに接続され、γ線検出器２２，２３から出力された検出信号を受け、これを増幅して出力する一対の増幅器２５，２５と、一対の増幅器２５，２５の両方に接続され、一対のγ線検出器２２，２３のそれぞれから出力された検出信号が所定時間内に出力されたかどうかを判別する同時計数回路２６（Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ）と、一対の増幅器２５，２５の両方に接続され、かつ同時計数回路２６に接続され、一対のγ線検出器２２，２３のそれぞれから出力された検出信号の電圧の大きさをデジタル信号に変換する二次元波高弁別器２７（２−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｎａｌｙｚｅｒ；２Ｄ−ＭＣＡ）とを備えている。
【００３６】
そして、ステップ（Ｓ２０）では、陽電子線源２１から、陽電子が試料９０に入射される。これにより、入射した陽電子と試料９０内の電子とが対消滅し、これに際して対消滅γ線が発生する。
【００３７】
次に、ステップ（Ｓ３０）において対消滅γ線が検出される。具体的には、図５を参照して、試料９０から発生した対消滅γ線は、一方のγ線検出器２２によって検出され、γ線検出器２２から検出信号が出力される。この検出信号は、増幅器２５において増幅され、同時計数回路２６および二次元波高弁別器２７に入力される。これにより、同時計数回路２６における同時計測がスタートする。一方、試料９０から発生した対消滅γ線は、他方のγ線検出器２３によっても検出され、出力された検出信号は増幅器２５において増幅された後、同時計数回路２６および二次元波高弁別器２７に入力される。これにより、同時計数回路２６における同時計測がストップする。ここで、所定時間内に上記一対のγ線検出器２２，２３において対消滅γ線が検出されれば、この対消滅γ線が同一の陽電子の対消滅に対応して同時に発生したγ線であると判断され、二次元波高弁別器２７に、一対のγ線検出器２２，２３のそれぞれから出力された検出信号の電圧の大きさが取り込まれ、これがデジタル信号に変換される。
【００３８】
次に、ステップ（Ｓ４１）では、この信号から得られる２つの対消滅γ線のエネルギーの合算および差分から、対応する電子の運動量が算出される。そして、このステップ（Ｓ２０）〜（Ｓ３０）が所定回数繰り返して実施されて得られた各運動量に対するイベント数がカウントされ、各運動量に対するイベント数を集計したヒストグラムである電子運動量分布スペクトルが作成される。さらに、得られた電子運動量分布スペクトルから、たとえばスペクトル全体に対する中央部の割合（Ｓパラメータ）が算出される。
【００３９】
次に、ステップ（Ｓ５１）においてラメラ間隔が導出される。具体的には、予め調査されたγ線のエネルギー分布の指標（たとえばＳパラメータやＷパラメータなど）とラメラ間隔との関係に基づき、ステップ（Ｓ４１）において算出されたγ線のエネルギー分布の指標（たとえばＳパラメータ）からラメラ間隔が算出される。ここで、γ線のエネルギー分布とラメラ間隔との関係は、たとえば以下のように決定することができる。
【００４０】
まず、上記ステップ（Ｓ１０）〜（Ｓ４１）を実施することにより、鋼材（たとえばピアノ線）に陽電子を入射した場合に放出されるγ線のエネルギー分布の指標（たとえばＳパラメータ）が算出される。ここで、上記実施の形態１の場合と同様に、同一の組成を有しつつ異なったラメラ間隔を有する鋼材を準備し、それぞれについて上記γ線のエネルギー分布を算出する。その後、エネルギー分布が算出された鋼材について、実施の形態１の場合と同様に顕微鏡観察によりラメラ間隔を調査する。そして、得られたラメラ間隔と、当該ラメラ間隔に対応するγ線のエネルギー分布との関係を、たとえば線形近似により決定する。
【００４１】
図６は、このようにして決定された関係を示す図である。図６において横軸はＳパラメータを示しており、縦軸は顕微鏡による観察によって得られたラメラ間隔を示している。そして、図中の破線は、線形近似により決定されたＳパラメータとラメラ間隔との関係を示している。図６のような関係を予め決定しておくことにより、同様のプロセスにより製造される同一鋼種についてＳパラメータを算出し、予め決定された上記関係に基づいてラメラ間隔を導出することができる。
【００４２】
以上の手順により、本実施の形態における鋼の評価方法は完了し、鋼材のラメラ間隔が導出される。上記本実施の形態における鋼材の評価方法では、陽電子が入射することにより鋼材から発生するγ線のエネルギー分布を算出し、予め決定されたγ線のエネルギー分布と鋼材のラメラ間隔との関係から、鋼材のラメラ間隔が導出される。そのため、本実施の形態における鋼材の評価方法は、従来の調査方法に比べて簡便であり、かつ短時間での実施が可能である。また、切断面を顕微鏡にて観察する従来の方法に比べて、作業者による調査精度のばらつきを無くすことができる。このように、本実施の形態における鋼材の評価方法によれば、作業者によるばらつきを無くし簡便にラメラ間隔を調査することができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態においては、陽電子の寿命およびγ線のエネルギー分布の一方に基づいてラメラ間隔を算出する方法について説明したが、これらを統計的に利用して解析し、ラメラ間隔を算出することもできる。
【実施例】
【００４４】
陽電子の寿命およびＳパラメータに及ぼす鋼材の焼鈍の影響を調査する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。
【００４５】
試料として同一プロセスにて製造されたピアノ線（ＳＷＰ-Ｂ）を複数準備し、種々の温度にて焼鈍した。そして、上記実施の形態１のステップ（Ｓ２０）〜（Ｓ４０）と同様の手順により各焼鈍温度の試料について陽電子の平均寿命を算出した。また、同様に準備され、焼鈍された試料について、上記実施の形態２のステップ（Ｓ２０）〜（Ｓ４１）と同様のプロセスを実施し、各焼鈍温度の試料についてＳパラメータを算出した。実験結果を図７および図８に示す。
【００４６】
図７において横軸は焼鈍温度、縦軸は陽電子の平均寿命である。また、図８において横軸は焼鈍温度、縦軸はＳパラメータである。図７および図８を参照して、陽電子の平均寿命およびＳパラメータは、いずれも焼鈍温度が１５０℃付近までは一定の値をとった後、４００℃付近までは単調に減少する。そして、焼鈍温度が４００℃以上６００℃以下の範囲においては、陽電子の平均寿命およびＳパラメータはほぼ一定の値となる。さらに、焼鈍温度が６００℃を超えると、陽電子の平均寿命およびＳパラメータは再度減少する。このような陽電子の平均寿命およびＳパラメータの値の変化は、以下のような理由によるものと考えられる。
【００４７】
すなわち、焼鈍を行なわない状態では、陽電子の平均寿命およびＳパラメータの値は、鋼材のラメラ間隔に対応する値に、製造プロセスにおいて導入された原子空孔など格子欠陥に起因する値が加算されたものとなっている。そして、焼鈍温度が１５０℃未満の場合、焼鈍によって上記格子欠陥を低減することができず、陽電子の平均寿命およびＳパラメータの値は変化しない。焼鈍温度が１５０℃を超え４００℃未満の状態では、焼鈍によって上記格子欠陥が低減され、これに伴って陽電子の平均寿命およびＳパラメータの値が低下する。そして、焼鈍温度が４００℃以上６００℃以下の状態では、焼鈍によって上記格子欠陥が十分に低減された結果、格子欠陥に起因する陽電子の平均寿命およびＳパラメータの加算分が解消し、ラメラ間隔に対応した陽電子の平均寿命およびＳパラメータの値が得られるため、一定の値となる。さらに、焼鈍温度が６００℃を超えると、セメンタイト素地への溶け込みやそれに伴うセメンタイトの球状化が進行し、ラメラ間隔が変化するため、陽電子の平均寿命およびＳパラメータは再度減少する。
【００４８】
以上の実験結果から、陽電子を入射させるステップの前に鋼材を焼鈍するステップを実施することにより、外乱因子となる格子欠陥が低減され、ラメラ間隔を精度よく導出できることが確認される。また、焼鈍によってラメラ間隔が変化することを抑制しつつ格子欠陥を十分に低減し、ラメラ間隔を精度よく導出するためには、焼鈍温度は４００℃以上６００℃以下とすることが好ましいといえる。
【００４９】
なお、上記実施の形態および実施例においては、本発明の適用に特に好適な評価の対象物として、パーライト組織を有し、引抜き加工された鋼線であるピアノ線を例示したが、本発明を適用可能な対象物はこれに限られず、パーライト組織を有する種々の鋼材の評価に適用することができる。
【００５０】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の鋼材の評価方法は、作業者によるばらつきを無くし簡便にラメラ間隔を調査することが求められる鋼材の評価方法に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５２】
１  陽電子寿命測定装置、２  電子運動量分布測定装置、１１  陽電子線源、１２，１３  光電子増倍管、１４  高圧電源、１５  デジタルオシロスコープ、２１  陽電子線源、２２，２３  γ線検出器、２４  高圧電源、２５  増幅器、２６  同時計数回路、２７  二次元波高弁別器、９０  試料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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