(57)【要約】【課題】微小な介在物を含む製品に対する高精度な非破壊検査に使用可能な標準試験片としての非金属介在物試験片およびその製造方法を提供する。【解決手段】非金属介在物試験片２０は、清浄度の異なる複数の部材が接合されている。非金属介在物試験片２０は、上記複数の部材として第１の部材１１Ｐと、第２の部材２１Ｐとを備える。第１の部材１１Ｐは、表面１１Ｓに露出し分布および大きさが既知である介在物４１を含む。第２の部材２１Ｐは、第１の部材１１Ｐより清浄度が高く、第１の部材１１Ｐの表面１１Ｓを覆うように第１の部材１１Ｐに接合される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
清浄度の異なる複数の部材が接合された非金属介在物試験片であって、
前記複数の部材に含まれ、表面を有する第１の部材を備え、前記第１の部材は前記表面に露出し分布および大きさが既知である介在物を含み、さらに
前記第１の部材より清浄度が高く、前記表面を覆うように前記第１の部材に接合される、前記複数の部材に含まれる第２の部材を備える、非金属介在物試験片。
【請求項２】
前記第１の部材の前記表面と反対側に接合され、前記複数の部材に含まれる第３の部材をさらに備え、
前記第３の部材は、前記第１の部材より清浄度が高い、請求項１に記載の非金属介在物試験片。
【請求項３】
前記第３の部材の、前記表面に対して垂直な方向における厚みは５ｍｍ以下である、請求項２に記載の非金属介在物試験片。
【請求項４】
前記第２の部材の、前記表面に対して垂直な方向における厚みは５ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の非金属介在物試験片。
【請求項５】
前記第１および第２の部材は、鉄系材料、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金からなる群から選択されるいずれかからなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の非金属介在物試験片。
【請求項６】
清浄度の異なる複数の部材が接合された非金属介在物試験片の製造方法であって、
表面を有し、前記表面に露出し分布および大きさが既知である介在物を含み、前記複数の部材に含まれる第１の部材を準備する工程と、
前記第１の部材より清浄度が高い、前記複数の部材に含まれる第２の部材とを準備する工程と、
前記第１の部材の前記表面を覆うように前記第１の部材に前記第２の部材を接合する工程とを備える、非金属介在物試験片の製造方法。
【請求項７】
前記第１の部材の前記表面と反対側に、前記複数の部材に含まれる第３の部材を接合する工程をさらに備え、
前記第３の部材は、前記第１の部材より清浄度が高い、請求項６に記載の非金属介在物試験片の製造方法。
【請求項８】
前記接合する工程においては、固相接合、拡散接合および冷間圧接からなる群から選択されるいずれかが用いられる、請求項６または７に記載の非金属介在物試験片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非金属介在物試験片およびその製造方法に関するものであり、より特定的には、金属材料中における介在物の位置および大きさが明確な非金属介在物試験片およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受を構成する転動部品は鋼材により形成される。その鋼材の内部には、酸化アルミニウムなどの非金属介在物（以下、介在物という）が存在する場合がある。鋼材の内部に介在物が存在すれば、その介在物を起点とする内部起点型の破損が発生する場合がある。このため品質保証の観点から、鋼材の内部に介在物がなるべく存在しないこと、すなわち鋼材の清浄度が高いことが重要である。
【０００３】
従来、鋼材の清浄度は、鋼材メーカの提示するミルシートにより判断されることが多かった。しかし近年、機械の使用条件が過酷化されていることに伴い、介在物を起点とする破損のリスクが高まっている。そこで近年は、転動部品の介在物を起点とする破損の発生を確実に防止する観点から、鋼材内部の介在物の検査が、非破壊検査によりなされることが求められる傾向がある。
【０００４】
実際の製品中に存在する介在物を非破壊検査により直接的に検出する方法としては、超音波探傷装置やＸ線検査装置などがある。これらの非破壊検査においては、実際の製品を破壊することなくその内部の介在物などを検査するために、校正用の標準試験片が用いられる。標準試験片の内部にはサイズ等が既知の介在物などが含まれている。このような標準試験片を用いることにより、非破壊検査による検査条件の最適化が可能となる。すなわち介在物のサイズ等が既知である標準試験片の非破壊検査と実際の製品の非破壊検査との結果を比較検討することにより、実際の製品の内部の介在物のサイズ等が正確に分析可能となる。
【０００５】
たとえば特開昭５８−５５７５２号公報（特許文献１）には、２つに分割された部材のうち片方に空洞を設け、当該空洞の内部にセラミックなどの任意の物質が埋められた状態で、これが上記２つに分割された部材のうち他方と固相接合された非金属介在物試験片の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−５５７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、製鋼技術の進歩により鋼材の清浄度は劇的に改善している。このため最近の鋼材には従来問題とされていたような、直径が１００μｍを超えるような介在物はほとんど見られない。しかし当該鋼材を転動部品などの機械部品に使用する際には、その使用条件および介在物の分布状態によっては、たとえば直径が５０μｍ以下といった小さい介在物であってもその機械部品の寿命に影響する場合がある。このため鋼材内部に含まれる、たとえば直径が５０μｍ以下の小さい欠陥が非破壊検査により検出されることが求められている。その結果、標準試験片としての非金属介在物試験片は、その内部に直径が５０μｍ以下の介在物が含まれるものが必要となっている。
【０００８】
たとえば直径５０μｍ以下の介在物を含む非金属介在物試験片を、特開昭５８−５５７５２号公報に開示される方法により製造する場合、分割された部材に設けられた空洞の内部に微小な介在物を挿入することが困難である。また上記方法により非金属介在物試験片を製造する場合、分割された部材と介在物との密着度が実際の製品母材と介在物との密着度とは異なる。このため、実際の製品中の介在物による超音波エコー強度と、当該非金属介在物試験片中の介在物による超音波エコー強度とが異なってしまう懸念がある。さらに、実際の製品そのものは、その内部の介在物のサイズおよび分布が未知である。このため、実際の製品そのものを、介在物のサイズおよび分布が既知の標準試験片とすることはできない。
【０００９】
本発明は以上の課題に鑑みなされたものである。その目的は、微小な介在物を含む製品に対する高精度な非破壊検査に使用可能な標準試験片としての非金属介在物試験片およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の非金属介在物試験片は、清浄度の異なる複数の部材が接合されている。非金属介在物試験片は、上記複数の部材として第１の部材と、第２の部材とを備える。第１の部材は、表面を有し、その表面に露出し分布および大きさが既知である介在物を含む。第２の部材は、第１の部材より清浄度が高く、上記表面を覆うように第１の部材に接合される。
【００１１】
本発明の非金属介在物試験片の製造方法においては、清浄度の異なる複数の部材が接合される。上記複数の部材は第１の部材と、第２の部材とを含む。表面を有し、当該表面に露出し分布および大きさが既知である介在物を含む、第１の部材が準備される。第１の部材より清浄度が高い、第２の部材が準備される。第１の部材の上記表面を覆うように、第１の部材に第２の部材が接合される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明における第１の部材の表面には元々分布および大きさが既知の介在物が露出している。これと第２の部材との接合により形成された非金属介在物試験片は、介在物と母材との密着性が実際の製品と同様に良好であり、かつ介在物の分布や大きさが既知である。このため、当該非金属介在物試験片を標準試験片として高精度に実際の製品等の非破壊検査が可能となる。また非金属介在物試験片の製造方法において、困難であった介在物の挿入工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る非金属介在物試験片を用いて非破壊検査がなされる機械部品としての転動部品を含む、転がり軸受の構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】本実施の形態に係る標準試験片としての非金属介在物試験片の構成を示す概略図である。
【図３】本実施の形態の非金属介在物試験片の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態の非金属介在物試験片の製造方法の第１工程を具体的に示す概略図である。
【図５】本実施の形態の非金属介在物試験片の製造方法の第２工程を具体的に示す概略図である。
【図６】本実施の形態の非金属介在物試験片の製造方法の第３工程を具体的に示す概略図である。
【図７】本実施の形態の非金属介在物試験片の製造方法の第４工程を具体的に示す概略図である。
【図８】本実施の形態の非金属介在物試験片の製造方法の第５工程を具体的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず図１を用いて、本実施の形態に係る非金属介在物試験片を用いて非破壊検査がなされる機械部品としての転動部品を含む、転がり軸受の一例について説明する。図１を参照して、本実施の形態に係る転動部品は、深溝玉軸受１０（転がり軸受）の構成部品としての外輪１１、内輪１２および玉１３である。外輪１１は、内周面に外輪転走面１１ａを有している。内輪１２は、外周面に内輪転走面１２ａを有し、当該内輪転走面１２ａが外輪転走面１１ａと対向するように外輪１１の内側に配置されている。玉１３は、転動面１３ａを有し、外輪１１および内輪１２の円環状の軌道に沿って配置されている。このような構成により、深溝玉軸受１０の外輪１１および内輪１２は、互いに相対的に回転可能となっている。これらの転動部品は、保持器１４により互いに保持されている。
【００１５】
上記転動部品（外輪１１、内輪１２および玉１３）は、たとえば高精度に校正された超音波探傷装置を用いて検査されている。そのため、上記転動部品は、材料中に含まれる介在物が高精度に検査され、当該介在物の位置および大きさが特定されている。より具体的には、上記転動部品においては、たとえば材料中における大きさが５０μｍ未満の介在物のサイズや配置が特定されている。異なる観点から言えば、たとえば大きさが５０μｍ未満の所定のサイズより大きい介在物が存在しないことが特定されている。上述のように、深溝玉軸受１０などの転がり軸受では、直径が５０μｍ以下である介在物が転動寿命に対して特に悪影響を及ぼす場合がある。そのため、大きさが５０μｍ未満の所定のサイズより大きい介在物が存在しないことが特定された上記機械部品は、長寿命化されたものとなっている。
【００１６】
次に図２を用いて、本実施の形態に係る標準試験片としての非金属介在物試験片について説明する。本実施の形態に係る非金属介在物試験片２０は、超音波探傷装置などの材料中の介在物を非破壊検査するための分析装置の校正に用いられる標準試験片である。
【００１７】
図２を参照して、非金属介在物試験片２０は、金属からなる複数（３つ）の円盤状の部材、すなわち第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐを互いに接合することにより形成されている。
【００１８】
第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐ、第３の部材３１Ｐのそれぞれは、たとえば鉄を含む金属材料からなっており、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ２などの鋼からなっている。このため、第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐ、第３の部材３１Ｐのそれぞれは、導電性を有している。ただし第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐ、第３の部材３１Ｐのそれぞれは、鉄系材料、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金からなる群から選択されるいずれかからなることが好ましい。これにより、実際の製品と試験片との材質を同一とし、非金属介在物試験片２０の校正用部材としての機能をいっそう高めることができる。
【００１９】
第１の部材１１Ｐと、第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐとは、清浄度が異なっている。ここでは第１の部材１１Ｐよりも第２の部材２１Ｐの方が清浄度が高い。なお第３の部材３１Ｐは第１の部材１１Ｐよりも清浄度が高いことが好ましい。第３の部材３１Ｐの清浄度は第２の部材２１Ｐのそれと異なり、たとえば第３の部材３１Ｐは第２の部材２１Ｐより清浄度が高くてもよい。ただし第３の部材３１Ｐの清浄度はたとえば第２の部材２１Ｐと同程度であってもよい。
【００２０】
第２の部材２１Ｐより清浄度の低い第１の部材１１Ｐには、介在物４１が含まれている。この介在物４１は、第１の部材１１Ｐ内における分布および大きさが既知である。介在物４１は、たとえば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、硫化マンガン（ＭｎＳ）および窒化チタン（ＴｉＮ）からなる群より選択される少なくとも一の材料からなっていることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＳおよびＴｉＮは、鋼に含まれる代表的な非金属介在物である。介在物４１の直径（介在物４１の射影における寸法の最大値）は、たとえば５０μｍ以下となっている。介在物４１の直径は、たとえば４０μｍ以下でもよく３０μｍ以下でもよい。また介在物４１の直径は１０μｍ以上でもよく、２０μｍ以上でもよい。
【００２１】
このように、本実施の形態に係る非金属介在物試験片２０においては、大きさや形状などが予め規定された介在物４１が、第１の部材１１Ｐ内に配置されている。すなわち第１の部材１１Ｐは、後述するように、たとえばやや清浄度が低く介在物４１が含まれる実際の転動部品の一部を鋼材として切り落とすことにより形成されたものであることが好ましい。そのため、本実施の形態に係る非金属介在物試験片２０は、特に第１の部材１１Ｐ中における介在物４１の位置および大きさが明確に規定された標準試験片となっている。
【００２２】
第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐ、第３の部材３１Ｐのそれぞれは、たとえば円盤状であって、外周形状が円形状の表面１１Ｓ，２１Ｓ，３１Ｓを有している。図２の非金属介在物試験片２０においては、たとえば第１の部材１１Ｐの上側の表面１１Ｓと第２の部材２１Ｐの下側の表面２１Ｓとが互いに接触するように接合される。ここで第１の部材１１Ｐの介在物４１は通常、第１の部材１１Ｐの上側の表面１１Ｓに露出するように配置される。このため図２の非金属介在物試験片２０においては、第１の部材１１Ｐに含まれる介在物４１が露出された上側の表面１１Ｓを第２の部材２１Ｐが覆うように、第２の部材２１Ｐの下側の表面２１Ｓが表面１１Ｓと接触するように、第２の部材２１Ｐが第１の部材１１Ｐに接合される。なお上記各部材の表面１１Ｓ，２１Ｓ，３１Ｓは円形状に限らず、たとえば矩形状その他の多角形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。
【００２３】
また図２の非金属介在物試験片２０においては、第１の部材１１Ｐの（介在物４１が露出され第２の部材２１Ｐと接合された）上側の表面１１Ｓと反対側すなわち下側の表面１１Ｓに、第３の部材３１Ｐが接合される。すなわち、たとえば第１の部材１１Ｐの下側の表面１１Ｓと第３の部材３１Ｐの上側の表面３１Ｓとが互いに接触するように接合される。
【００２４】
これにより、図２の非金属介在物試験片２０においては、第１の部材１１Ｐが第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐに挟まれる態様となっているが、本実施の形態においてはこのような態様に限られない。
【００２５】
本実施の形態の非金属介在物試験片２０は、第２の部材２１Ｐの、第１の部材１１Ｐの表面１１Ｓに対して垂直な方向（図２の上下方向）に関する厚みは５ｍｍ以下であることが好ましい。ただし第２の部材２１Ｐは第１の部材１１Ｐよりは大幅に厚いことが好ましい。また同様に、第３の部材３１Ｐの、第１の部材１１Ｐおよび第２の部材２１Ｐを結ぶ方向、言い換えれば第１の部材１１Ｐの表面１１Ｓに対して垂直な方向（図２の上下方向）に関する厚みは５ｍｍ以下であることが好ましい。ただし第３の部材３１Ｐは第２の部材２１Ｐより厚くてもよい。
【００２６】
また第１の部材１１Ｐの、上記図２の上下方向に関する厚みは第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐの同方向に関する厚みよりも薄くてもよい。第１の部材１１Ｐの上記厚みはたとえば介在物４１の直径と同程度すなわち５０μｍ程度またはそれ以下であることが好ましい。このように第１の部材１１Ｐの厚みを介在物４１の直径と同程度以下にまで薄くすることが好ましいのは以下の理由による。すなわち、第１の部材１１Ｐには表面１１Ｓに露出しておりサイズなどが既知の介在物４１以外の他の介在物が含まれないことが好ましい。仮に他の介在物が含まれれば、第１の部材１１Ｐは未知の介在物を更に含むこととなるため、非破壊検査用の標準試験片としての精度が低下するためである。つまり第１の部材１１Ｐの内部に、既知の露出した介在物４１以外の他の介在物が含まれ、それにより標準試験片としての使用が困難となることを回避すべく、第１の部材１１Ｐを介在物４１のサイズ以下に薄くしている。これにより第１の部材１１Ｐには表面１１Ｓに露出された介在物４１以外の介在物が含まれにくくなるため、非金属介在物試験片２０としての精度を高めることができる。
【００２７】
上記非金属介在物試験片２０では、３つの部材１１Ｐ，２１Ｐ，３１Ｐを接合して形成される場合を説明した。しかし本発明の非金属介在物試験片２０はたとえば２つの部材である第１の部材１１Ｐおよび第２の部材２１Ｐのみが接合された構成であってもよい。あるいは本発明の非金属介在物試験片２０は、４つ以上の部材を接合して形成されていてもよい。
【００２８】
次に図３のフローチャート、および図４〜図８の各工程の態様を示す模式図を用いて、上記の本実施の形態の非金属介在物試験片２０、すなわち清浄度の異なる複数の部材が接合された非金属介在物試験片２０の製造方法について説明する。図３は本実施の形態の非金属介在物試験片の製造方法を示すフローチャートである。図４〜図８は図３のフローチャート中の各工程の具体的態様を示す概略図である。
【００２９】
図３を参照して、まず分布および大きさが既知である介在物を元々含む、第１の部材が準備される（Ｓ０１）。具体的には、図４を参照して、たとえば外周が円形状の表面を有する第１の部材１１Ｐが形成される。
【００３０】
第１の部材１１Ｐは、当該非金属介在物試験片２０を標準試験片として非破壊検査を行なおうとする実際の製品において検出しようとする介在物と同様の種類、サイズ、分布を有する介在物４１を含むことが好ましい。さらに第１の部材１１Ｐは、実際の製品内での母材に対する介在物の密着度（実際の製品を構成する母材に対する介在物のなじみ等）と同様の密着度を有するものであることが好ましい。この観点から、第１の部材１１Ｐは、たとえばやや清浄度が低く、介在物４１が含まれる材料からなる実際の製品としての転動部品の一部を切り落とすことにより形成されたものであることが好ましい。このようにすれば、検査の目的物となる実際の製品に対して高精度な検査を行なうための校正用の試験片となる非金属介在物試験片２０を製造できる。
【００３１】
図５を参照して、第１の部材１１Ｐとして切り落とされた部材では、あらかじめ、鏡面加工がなされることにより、たとえば外周形状が円形状を有する表面１１Ｓが形成される。ここでは特に、第１の部材１１Ｐのうち、第２の部材２１Ｐと接合される予定の側において、鏡面加工により表面１１Ｓが形成されることが好ましい。第１の部材１１Ｐの表面１１Ｓには介在物４１が露出される。このため、当該表面１１Ｓをたとえば顕微鏡で観察することにより、当該表面１１Ｓに露出する介在物４１のサイズおよび分布が確認され既知となる。
【００３２】
再度図３を参照して、第２の部材２１Ｐが準備される（Ｓ０２）。具体的には、再度図４を参照して、たとえば外周形状が円形状の表面２１Ｓ（図２参照）を有する第２の部材２１Ｐが形成される。表面２１Ｓは表面１１Ｓとの良好な接合を可能とする観点から、特に表面１１Ｓと接合される予定の側の面において、表面１１Ｓと同様に鏡面加工がされることが好ましい。第２の部材２１Ｐはこの時点では、図４の左右方向（図２の上下方向）に関する厚みが５ｍｍ以下（ただし第１の部材１１Ｐより大幅に厚い）であってもよいが、５ｍｍを超えていてもよい。
【００３３】
第２の部材２１Ｐは、第１の部材１１Ｐよりも清浄度が高い。すなわち第２の部材２１Ｐは第１の部材１１Ｐよりも、そこに含まれる介在物４１が少ない。このようにするために、第２の部材２１Ｐは、たとえば第１の部材１１Ｐより清浄度の高い鋼を加工して形成されることが好ましい。第２の部材２１Ｐは、事前に超音波探傷装置などを用いた非破壊検査で反応がないことを確認することにより、清浄度が高いことが確認されることが好ましい。
【００３４】
さらに図３および図４を参照して、図２に示す構成の非金属介在物試験片２０を製造する観点からは、第３の部材３１Ｐが準備される（Ｓ０２）。具体的には、たとえば外周形状が円形状の表面３１Ｓを有する第３の部材３１Ｐが形成される。表面３１Ｓは表面１１Ｓとの良好な接合を可能とする観点から、特に表面１１Ｓと接合される予定の側において、表面１１Ｓと同様に鏡面加工がされることが好ましい。第３の部材３１Ｐは上記のように、図４の左右方向（図２の上下方向）に関する厚みが５ｍｍ以下となるように加工されてもよいが、この時点では厚みが５ｍｍを超えていてもよい。また第３の部材３１Ｐは、第２の部材２１Ｐより厚くなるように形成されてもよい。第３の部材３１Ｐも第１の部材１１Ｐより清浄度が高く、そこに含まれる介在物４１が少ないことが好ましい。このようにするために、第３の部材３１Ｐも、第２の部材２１Ｐと同様の方法により形成されてもよい。第３の部材３１Ｐは、事前に超音波探傷装置などを用いた非破壊検査で反応がないことを確認することにより、清浄度が高いことが確認されることが好ましい。
【００３５】
第２の部材２１Ｐは第１の部材１１Ｐが形成された後に形成され、第３の部材３１Ｐは第２の部材２１Ｐが形成された後に形成されてもよい。ただしこれに限らず、図４にすべての部材を示すように、たとえば第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐのすべてが同時並行で形成されてもよい。
【００３６】
なお上記のように、第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐ、第３の部材３１Ｐのそれぞれは、鉄系材料、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金からなる群から選択されるいずれかからなることが好ましい。
【００３７】
再度図３を参照して、第１の部材１１Ｐに第２の部材２１Ｐが接合される（Ｓ０３）。具体的には、図６を参照して、鏡面加工がなされ、介在物４１が露出している第１の部材１１Ｐの一方の表面１１Ｓに接触するように、第２の部材２１Ｐの鏡面加工がなされた表面２１Ｓが接合される。これにより、第１の部材１１Ｐに含まれ、介在物４１が露出する表面１１Ｓを覆うように、第１の部材１１Ｐに第２の部材２１Ｐが接合される。
【００３８】
再度図３を参照して、次に、第２の部材２１Ｐに接合された第１の部材１１Ｐが薄く加工される（Ｓ０４）。具体的には、図７を参照して、図６に示した工程において第２の部材２１Ｐに接合された第１の部材１１Ｐが、その第１の部材１１Ｐおよび第２の部材２１Ｐを結ぶ図７の左右方向（図２の上下方向に相当）に関して薄くなるように、除去加工がなされる。このため第１の部材１１Ｐは、第２の部材２１Ｐと接合された側と反対側の面から、厚みが薄くなるようにたとえば研磨加工される。このとき第１の部材１１Ｐは、その厚みが、たとえば介在物４１の直径と同程度すなわち５０μｍ程度またはそれ以下となるように加工されることが好ましい。
【００３９】
その後第１の部材１１Ｐは、上記の厚みが薄くなるよう加工された側の面が鏡面加工される。これにより第１の部材１１Ｐの、第３の部材３１Ｐと接合される予定の側の面が、鏡面加工により、表面１１Ｓとして形成される。
【００４０】
再度図３を参照して、第１の部材１１Ｐの第２の部材２１Ｐと接合された表面１１Ｓと反対側、すなわち上記（Ｓ０４）にて第１の部材１１Ｐが薄くなるよう除去された側（図７の右側）の表面１１Ｓ（図２参照）に、第３の部材３１Ｐが接合される（Ｓ０５）。具体的には、図７を再度参照して、第１の部材１１Ｐの、上記（Ｓ０４）にて薄くなるよう除去加工がされた側の表面１１Ｓに接触するように、第３の部材３１Ｐの鏡面加工がなされた表面３１Ｓが接合される。
【００４１】
なお、以上の第１の部材１１Ｐに第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐを接合する工程においては、固相接合、拡散接合および冷間圧接からなる群から選択されるいずれかが用いられることが好ましい。その他、上記接合工程においては、パルス通電接合が用いられてもよい。これらの接合方法により、蝋材や溶接補助剤などを用いることなく、各部材を強固に接合することができる。
【００４２】
最後に図８を参照して、第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐが互いに接合された後、第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐが薄くなるように除去加工されることが好ましい。ここでは第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐのそれぞれの、第１の部材１１Ｐと接合される側と反対側の面が除去加工される。この結果、図８の左右方向に関して第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐの厚みは薄くなり、当該左右方向においてそれぞれの部材２１Ｐ，３１Ｐが任意の厚みとされる。その後、第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐの当該除去加工された面について、上記と同様に鏡面加工がされることが好ましい。これにより、第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐの厚みを５ｍｍ以下とした非金属介在物試験片２０が形成される。このようにすれば、第２の部材２１Ｐの表面から第１の部材１１Ｐまでの厚み、すなわち介在物４１の配置される位置までの距離が既知の値である、非金属介在物試験片２０を形成することができる。同様に、第３の部材３１Ｐの表面から第１の部材１１Ｐまでの厚み、すなわち介在物４１の配置される位置までの距離が既知の値である、非金属介在物試験片２０を形成することができる。当該厚みを制御することにより、任意の深さに既知の介在物が存在する当該非金属介在物試験片２０を検査用に用いることができる。したがって当該非金属介在物試験片２０による検査精度をより高めることができる。
【００４３】
なお以上の手順により形成される非金属介在物試験片２０において、第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐ、第３の部材３１Ｐは、接合した後に熱処理または加工処理などが施されていてもよい。また、熱処理としては、焼鈍、焼入または焼戻処理などが施されていてもよい。これにより、第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐ、第３の部材３１Ｐの内部（母材）と接合界面の金属組織を均一化することができる。その結果、第１の部材１１Ｐ、第２の部材２１Ｐ、第３の部材３１Ｐの母相と接合界面の結晶粒度の違いなどにより散乱エコーが発生し、これにより超音波探傷装置による測定が影響されることを抑止することができる。
【００４４】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の非金属介在物試験片２０においては、第１の部材１１Ｐが、分布および大きさが既知である介在物４１をもともと含んでいる。このためこの介在物４１が第２の部材２１Ｐなどの接合により外観視認できなくても、非破壊検査用の標準試験片として使用することが可能となる。
【００４５】
また当該第１の部材１１Ｐにおける介在物４１は、非金属介在物試験片２０の製造時に挿入されたものではなく、元々第１の部材１１Ｐの素材中に含まれていたものである。このため第１の部材１１Ｐの母材と介在物４１との密着性が実際の製品における母材と介在物４１との密着性と同様である。このため当該第１の部材１１Ｐを含む非金属介在物試験片２０を校正用の標準試験片として用いれば、たとえ直径５０μｍ以下の微小な介在物を含む製品の検査時においても、高精度に非破壊検査することが可能となる。また介在物４１は元々第１の部材１１Ｐに含まれるものであるため、これを第１の部材１１Ｐ中に挿入するなどの人工的に介在させる工程を省くことができる。
【００４６】
介在物４１を含む第１の部材１１Ｐの一方および他方の表面１１Ｓ側には、第１の部材１１Ｐより清浄度が高く介在物４１が少ない第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐが接合される。これにより、第１の部材１１Ｐの介在物４１を利用した非破壊検査の際に、第２の部材２１Ｐおよび第３の部材３１Ｐ中に含まれる介在物がノイズとして作用し、検査精度が低下するなどの不具合を抑制することができる。
【００４７】
また第２の部材２１Ｐの、第１の部材１１Ｐおよび第２の部材２１Ｐを結ぶ方向に関する厚みは５ｍｍ以下である。このことにより、超音波探傷における不感帯を考慮した検査条件を検討することができる。超音波探傷においては材料の表層に検査ができない領域がある。本実施の形態の非金属介在物試験片２０はその検査ができない領域の存在を考慮した検査条件の設定に用いることができる。なお第３の部材３１Ｐの、第１の部材１１Ｐおよび第２の部材２１Ｐを結ぶ方向に関する厚みは５ｍｍ以下であることによる作用効果も上記と同様である。
【００４８】
以上に述べた実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。
【００４９】
今回開示された実施の形態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。
【符号の説明】
【００５０】
１０  深溝玉軸受、１１  外輪、１１ａ  外輪転走面、１１Ｐ  第１の部材、１１Ｓ，２１Ｓ，３１Ｓ  表面、１２  内輪、１２ａ  内輪転走面、１３  玉、１３ａ  転動面、１４  保持器、２０  非金属介在物試験片、２１Ｐ  第２の部材、３１Ｐ  第３の部材。
【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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