(57)【要約】【課題】  簡単かつ安価な装置で精度の良い測定が可能な鋼材の硬化層深さ・未焼入れ・異材判定の非破壊測定法を提供する。【解決手段】  この鋼材の硬化層深さ非破壊測定法は、試験片３が挿入されたコイル２、または試験片３の近傍に配置したコイル２に、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイル２のインダクタンス値を測定することによって、鋼材の硬化層深さを測定する。インダクタンス値の代わりに、コイル２のインピーダンスの位相を測定することによって、鋼材の硬化層深さを測定しても良い。これらの方法で、硬化層深さが０と判定される場合は鋼材の未焼入れの判定が行える。【選択図】      図１
2007040865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の硬化層深さを測定する鋼材の硬化層深さ非破壊測定法。
【請求項２】
試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインピーダンスの位相を測定することによって、鋼材の硬化層深さを測定する鋼材の硬化層深さ非破壊測定法。
【請求項３】
試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の未焼入を判定する鋼材の未焼入れ非破壊測定法。
【請求項４】
試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインピーダンスの位相を測定することによって、鋼材の未焼入を判定する鋼材の未焼入れ非破壊測定法。
【請求項５】
試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の異材を判定する鋼材の異材非破壊測定法。
【請求項６】
試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材中の特定成分量を測定する、鋼材の特定成分量非破壊測定法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鋼材の硬化層深さ・未焼入れ・異材判定を行う非破壊測定法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材は、用途に応じて熱処理を施すことで、表面あるいは中心部まで硬化させて使用されている。鋼材が量産品の場合、硬化層深さの確認は抜き取り検査によって行われており、鋼材を切断する破壊検査によっているのが現状である。また、一部では、渦電流法等による非破壊検査も試みられている。渦電流法等の非破壊検査では、硬化層深さを直接測定することはできないため、予め硬化層深さと非破壊検査測定値の関係を調査し、検量線を作成しておく必要がある。この検量線に、硬化層深さが未知の試験片の非破壊検査測定値を照合することで、硬化層深さを推定する。
【０００３】
渦電流法による硬化層深さ測定では、励磁コイルと検出コイルによって構成される貫通コイルに供試材を挿入し、硬化層深さを測定するものが一般的である（例えば非特許文献１）。この場合、励磁コイルにより供試材に渦電流を誘導し、その渦電流によって検出コイルに電圧が誘導される。供試材に誘導される渦電流の状態は供試材の硬化層深さの違いによって異なるので、検出コイルに誘導された電圧の状態から硬化層深さを推定する。非特許文献１に開示の測定では、検出コイルに誘導される電圧波形の位相遅れに起因するＸ値により、硬化層深さを推定している。
【０００４】
渦電流法による硬化層深さ測定の他の例として、比較測定による方法もある（例えば非特許文献２）。この場合、補正用の試験片と補正コイル、および検査対象の試験片と試験コイルが使用される。補正用コイルおよび試験コイルには、それぞれ励磁コイルと受信コイルが内蔵され、合計４個のコイルが使用される。この測定では、検査用の試験片と補正用の試験片に誘導された渦電流の差分を検出することで、ＸとＹの信号（Ｘ：電圧ベクトルの抵抗成分、Ｙ：電圧ベクトルのリアクタンス成分）として出力し、焼入深さを推定している。
【０００５】
非特許文献３では、非特許文献２の測定法の場合と同じ渦流測定器を使用し、Ｘ，Ｙ信号のうちのＹ信号から硬化層深さを推定している。
【０００６】
非特許文献４では、２つの励磁コイルと、これらコイルに挟まれた検出コイルとによって測定を行い、予め測定された鋼材の各硬度の導電率と初期磁化曲線を使用して解析を行うことにより、硬化層深さの推定を行う方法が開示されている。
【０００７】
非特許文献５では、磁気特性，電気特性（インダクタンス，インピーダンス）の測定で硬化層深さを推定する方法が開示されている。しかし、硬化層深さを推定するまでに至っていない。
【０００８】
特許文献１には、５００kHz 以上の高周波を用い、インダクタンスの変化に起因して電流値が変化する独自の回路を用いることで、回路の電流値と硬化層の厚みの関係から硬化層の厚みを測定する方法が開示されている。
【非特許文献１】阪野明著，「焼入品質評価計測技術の開発」，自動車技術会  学術講演会前刷集，２００４年１０月２７日，No.82-04，
【非特許文献２】鈴木仁志著，「渦流検査法による硬化層深さの推定手法」，（株）ケンオートメーション，２００３年８月５日
【非特許文献３】ロブコザー（Rov Kozar)、外４名著，「鍛造車軸の誘導焼入品質制御手法としての渦電流試験の信頼性改善（Improving the Reliability of Eddy Current Testing as a Means of Induction Hardening Quality Control of Forged Axle Shafts ），ミシガン工業大学物質科学工学部（Michigan Technological University Department of Materials Science Engineering ），2002年 4月22日
【非特許文献４】後藤雄治，野村龍司，田中穣，矢野博明，桝井憲嗣共著，「高周波焼入れ深さの電磁気的検査法における磁化特性のばらつきを考慮した数値解析評価」，職業能力開発報文誌,2001 年 Vol.13 No.1(25)
【非特許文献５】井上栄一著，「非破壊による表面硬化処理材の表面硬化層深さの計測手法に関する研究−浸炭焼入れ材−（予備研究）」
【特許文献１】特公昭４０−２３９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記した渦流法では、最低でも励磁コイルと検出コイルの２個のコイルが必要であり、また一般に測定装置が特殊で各メーカ独自の信号処理を行っており、装置も高価となる。
また、非特許文献２のような渦流の比較測定法では、補正用コイルに挿入する試験片が変わると、測定値そのものが変わってしまうという問題がある。
また、非特許文献４による測定法では、予め鋼材の各硬度における導電率、初期磁化曲線の測定をしておく必要があるなど、前準備に多大な時間と費用を要する。
特許文献１による測定法では、やはり独自の測定回路を製作し、回路調整を行ったうえで測定する必要があり、測定作業が煩雑である。
【００１０】
この発明の目的は、簡単かつ安価な装置で精度の良い測定が可能な鋼材の硬化層深さ・未焼入れ・異材判定の非破壊測定法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の第１の発明にかかる鋼材の硬化層深さ非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の硬化層深さを測定する方法である。
この場合に、例えば、コイルに試験片を挿入し、またはコイルの近傍に試験片を配置して交流電流を流したときのコイルのインダクタンス値をＬＣＲメータ等で測定し、硬化層深さとインダクタンス値の関係を調査し、検量線を作成しておく。硬化層深さが未知の試験片のインダクタンス値を検量線と照合して硬化層深さを求める。
【００１２】
この方法によると、コイルに周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって鋼材の硬化層深さを求めるので、市販されているＬＣＲメータに１個のコイルを接続した測定系だけで硬化層深さを測定できる。そのため、独自の電子回路を製作する必要がなく、測定系が非常に簡単なものとなり安価に測定できる。また、製品を切断することなく、非破壊検査で測定できるため、製品を廃棄せずに済む。そのため、これまで抜き取りでしか行えなかった硬化層深さの測定を全数検査することが可能となって、硬化層深さが不適切な製品を排除でき、製品の品質保証精度を向上させることができる。さらに、全数検査が可能になることにより、熱処理工程の工程管理にも役立ち、より安定した熱処理工程の構築に活用できる。
【００１３】
この発明の第２の発明にかかる鋼材の硬化層深さ非破壊測定法は、第１の発明方法において、インダクタンス値の代わりに、コイルのインピーダンスの位相を測定することによって、鋼材の硬化層深さを測定する方法である。ＬＣＲメータ等でインピーダンスの位相を測定することによっても、硬化層深さを測定することが可能である。
【００１４】
この発明の第３の発明にかかる鋼材の未焼入れ非破壊測定法は、第１の発明方法において、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の未焼入を判定する方法である。インダクタンス値を検量線に照合し、硬化層深さが０ｍｍと求まった場合、鋼材を未焼入と判定できる。
【００１５】
この発明の第４の発明にかかる鋼材の未焼入れ非破壊測定法は、第１の発明方法において、インダクタンス値の代わりに、コイルのインピーダンスの位相を測定することによって、鋼材の未焼入を判定する方法である。インピーダンスの位相を検量線に照合し、硬化層深さが０ｍｍと求まった場合、鋼材を未焼入と判定できる。
【００１６】
これら第２ないし第４の発明においても、第１の発明につき説明したと同様に、市販されているＬＣＲメータに１個のコイルを接続した測定系だけで測定できて、独自の電子回路を製作する必要がなく、測定系が非常に簡単なものとなり安価に測定ないし判定ができる。また、第１の発明につき説明したと同様に、非破壊検査で測定ないし判定できることによる各効果を得ることができる。
【００１７】
この発明の第５の発明にかかる鋼材の異材非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の異材を判定する方法である。
この場合、例えば、コイルに試験片を挿入し、またはコイルの近傍に試験片を配置したときのコイルのインダクタンス値をＬＣＲメータ等で予め測定しておく。次に、材質が未知の鋼材をコイル挿入し、またはコイルの近傍に配置してインダクタンス値を測定し、既知の材質とインダクタンス値が異なれば、異材と判定する。
なお、異材判定を行う場合は、硬化層深さを測定する場合と違って、磁界の浸透深さをあまり気にする必要はないので、コイルに流す電流の周波数の選択は、硬化層深さを測定する場合に比べて自由度が高くなる。
【００１８】
この発明の第６の発明にかかる鋼材の特定成分量非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材中の特定成分量を判定するものである。
この方法の場合は、例えば、予め特定成分量が既知で互いに特定成分量が異なる複数の鋼材試験片について、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、各特定成分量とコイルのインダクタンス値の関係を調査しておく。同じ手順で特定成分量が未知な鋼材試験片についてコイルのインダクタンス値を測定し、そのインダクタンス値を上記測定結果に照合させることにより未知の特定成分量を求める。
これら第５，第６の発明においても、第１の発明につき説明したと同様に、市販されているＬＣＲメータに１個のコイルを接続した測定系だけで測定できて、独自の電子回路を製作する必要がなく、測定系が非常に簡単なものとなり安価に判定できる。また、第１の発明につき説明したと同様に、非破壊検査で測定できることによる各効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の第１の発明にかかる鋼材の硬化層深さ非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の硬化層深さを測定する方法であるため、簡単かつ安価な装置で鋼材の硬化層深さを精度良く測定できる。
この発明の第２の発明にかかる鋼材の硬化層深さ非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインピーダンスの位相を測定することによって、鋼材の硬化層深さを測定する方法であるため、簡単かつ安価な装置で鋼材の硬化層深さを精度良く測定できる。
この発明の第３の発明にかかる鋼材の未焼入れ非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の未焼入を判定する方法であるため、簡単かつ安価な装置で鋼材の未焼入れを精度良く判定できる。
この発明の第４の発明にかかる鋼材の未焼入れ非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルに、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイルのインピーダンスの位相を測定することによって、鋼材の未焼入を判定する方法であるため、簡単かつ安価な装置で鋼材の未焼入れを精度良く判定できる。
この発明の第５の発明にかかる鋼材の異材非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材の異材を判定する方法であるため、簡単かつ安価な装置で鋼材が異材かどうかを精度良く判定できる。
この発明の第６の発明にかかる鋼材の特定成分量非破壊測定法は、試験片が挿入されたコイル、または試験片の近傍に配置したコイルのインダクタンス値を測定することによって、鋼材中の特定成分量を測定する方法であるため、簡単かつ安価な装置で鋼材中の特定成分量を精度良く測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この実施形態の鋼材の硬化層深さ非破壊測定法は、図１に示すように、ＬＣＲメータ１にコイル２を接続し、コイル２にシャフト状の鋼材の試験片３を挿入した状態で、ＬＣＲメータ１からコイル２に周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、そのときのコイル２のインダクタンス値ＬをＬＣＲメータ１で測定することによって、鋼材試験片３の硬化層深さを測定する方法である。
【００２１】
具体的には、この硬化層深さ非破壊測定法においては、硬化層深さが既知でその硬化層深さが互いに異なる複数の各鋼材試験片３について、上記構成の測定系によってインダクタンス値Ｌを予め測定して、それら各鋼材試験片３の硬化層深さと測定されたインダクタンス値Ｌの関係を調査し、検量線を作成しておく。硬化層深さは、上記測定系によってインダクタンス値Ｌを測定した後に、破壊検査によって求めても良い。図２は、その検量線の一例を示す。
次に、硬化層深さが未知の鋼材試験片３について、上記構成の測定系によってインダクタンス値Ｌを測定し、そのインダクタンス値Ｌを前記検量線と照合することで、未知の硬化層深さを求める。
図３は、上記コイル２に角周波数ωの交流電流を流したときのコイル２のインピーダンスＺと、その抵抗成分Ｒおよびリアクタンス成分ωＬの関係を示す模式図である。上記硬化層深さ非破壊測定法では、リアクタンス成分ωＬのインダクタンス値Ｌを測定する。
【００２２】
図２の検量線は、図１の測定系において、コイル２に流す交流電流の周波数を５Ｈｚとして、硬化層深さとコイル２のインダクタンス値Ｌの関係を調査した結果（一次回帰式）を示す。この一次回帰式は、概略の数値例で示すが、次式
ｙ＝−１．５０ｘ＋１１０  ……（１）
但し  ｘ：インダクタンス値（ｍＨ）
ｙ：硬化層深さ（ｍｍ）
で表され、硬化層深さが増すごとにコイル２のインダクタンス値Ｌが減少する傾向を示している。この一次回帰式では、相関係数Ｒの２乗値が約０．９８９と良好で、非常に高い相関が認められる。
なお、この検量線から硬化層深さが０ｍｍと求まった場合、鋼材試験片３は未焼入れと判定できる。
【００２３】
ここで、測定したインダクタンス値Ｌから硬化層深さを求めることができる理由を説明する。
コイル２のインダクタンス値Ｌは、その巻き数をＮとすると、次式
インダクタンス値Ｌ＝μαＮ2 ……（２）
但し  μ：コイル周りの透磁率
α：コイルの形状によって決まる係数
で表すことができる。
式（２）より、コイル２のインダクタンス値Ｌの変化は、コイル周りの透磁率μが変化することによってもたらされることが分かる。そして、鋼材の硬化層部分と未硬化層部分とでは透磁率μが異なるため、コイル２に鋼材試験片３を挿入することによって、硬化層深さに応じたインダクタンス値Ｌの変化が生じる。これにより、インダクタンス値Ｌから硬化層深さを求めることができる。但し、コイル２に流す電流の周波数を適切に選定しなければ、インダクタンス値Ｌから硬化層深さを正しく求めることはできない。
【００２４】
例えば、硬化層深さを７ｍｍ程度まで測定する場合、コイル２に流す電流として、概ね１Ｈｚ〜１５Ｈｚの低周波のものを使用する必要がある。この理由を以下に述べる。
【００２５】
鋼材試験片３の透磁率μの違いは、コイル２から発せられる交流磁界を介して、コイル２のインダクタンス値Ｌに反映される。したがって、硬化層深さを測定する場合には、コイル２から発せられる交流磁界を鋼材試験片３の硬化層の最深部よりも深く浸透させる必要がある。
交流磁界の場合、その周波数が高いほど、表皮効果によって導体の表面近くにしか浸透しないが、交流磁界が導体内部にどれだけ浸透するかは、一般に次式
浸透深さδ＝１／（√（πｆμσ））  ……（３）
但し  π：円周率
ｆ：磁界（コイルの電流）の周波数
μ：導体の透磁率
σ：導体の導電率
を用いて評価されている。
【００２６】
導体外部における磁界の大きさをＨo とした場合、浸透深さδとは、導体内部における磁界の大きさＨX がＨo の約３７％になる深さをいう。
発明者らが鋼材の硬化層の透磁率と導電率を測定した結果によると、透磁率が１．００５Ｅ−０４（Ｈ／ｍ）、導電率が３．８５Ｅ＋０６（Ｓ／ｍ）であった。この透磁率と導電率を用いて、磁界の浸透深さδを計算した結果を図４に示す。この結果によると、硬化層深さを７ｍｍまで測定したい場合には、浸透深さδが７ｍｍのときの周波数１７Ｈｚより低い周波数が使用すべき周波数の目安となる。
【００２７】
図５（Ａ）〜（Ｆ）には、コイル２に流す電流の周波数を変えて、硬化層深さとコイル２のインダクタンス値Ｌの関係を調べた結果（一次回帰式）を示す。この結果から、周波数１５Ｈｚでは、硬化層深さが増すごとにインダクタンス値Ｌが減少する傾向が現れ、周波数１０Ｈｚ以下では、インダクタンス値Ｌから硬化層深さを一次回帰式により求めても問題ない精度が得られていることが分かる。
【００２８】
また、硬化層深さを７ｍｍまで深く測定する必要がない場合、例えば深さ１ｍｍまでの測定でよい場合、最適な周波数は高くなることが容易に推察されるが、それでも図４より１ｋＨｚ以下であると考えられる。
【００２９】
このように、この実施形態の鋼材の硬化層深さ非破壊測定法では、鋼材試験片３が挿入されたコイル２に、周波数１ｋＨｚ以下の交流電流を流し、コイル２のインダクタンス値Ｌを測定することによって鋼材の硬化層深さを求めるので、市販されているＬＣＲメータ１に１個のコイル２を接続した測定系だけで硬化層深さを測定でき、独自の電子回路を製作する必要がなく、測定系が非常に簡単なものとなり安価に測定できる。また、製品を切断することなく、非破壊検査で測定できるため、製品を廃棄せずに済み、これまで抜き取りでしか行えなかった硬化層深さの測定を全数検査することが可能となり、硬化層深さが不適切な製品を排除でき、製品の品質保証精度を向上させることができる。さらに、全数検査が可能になることにより、熱処理工程の工程管理にも役立ち、より安定した熱処理工程の構築に活用できる。
【００３０】
この発明の他の実施形態を図６に示す。この鋼材の硬化層深さ非破壊測定法は、図１〜図５に示した第１の実施形態において、コイル２のインダクタンス値Ｌを測定したのに代えて、コイル２のインピーダンスＺの位相θ（図３）を測定することによって、鋼材試験片３の硬化層深さを測定する方法である。
測定系は図１の場合と同じであり、インピーダンスＺの位相θをＬＣＲメータ１で測定することにより硬化層深さが未知の鋼材試験片３の硬化層深さを求める。そのための準備として、予め硬化層深さが既知の複数の鋼材試験片３について、上記測定系によりコイル２のインピーダンスＺの位相θをそれぞれ測定し、硬化層深さとコイル２のインピーダンスＺの位相θの関係を調査して検量線を作成する。
【００３１】
図６に、その検量線の一例を示す。この検量線は、図１の測定系において、コイル２に流す交流電流の周波数を５Ｈｚとして、硬化層深さとコイル２のインピーダンスＺの位相θの関係を調査した結果（一次回帰式）を示す。この一次回帰式は次式
ｙ＝−１１．０８ｘ＋１２４  ……（４）
但し  ｘ：インピーダンスの位相（°）
ｙ：硬化層深さ（ｍｍ）
で表され、硬化層深さが増すごとにコイル２のインピーダンスＺの位相θが減少する傾向を示している。この一次回帰式では、相関係数Ｒの２乗値が０．９９９と良好で、非常に高い相関が認められる。
【００３２】
このように、硬化層深さとコイル２のインピーダンスＺの位相θとの関係を調査して検量線（一次回帰式）を作成した上で、硬化層が未知の鋼材試験片３についてコイル２のインピーダンスＺの位相θを測定し、その位相θを前記検量線（一次回帰式）と照合することで、未知の硬化層深さを求める。
この実施形態の場合も、上記検量線から硬化層深さが０ｍｍと求まった場合、鋼材試験片３は未焼入れと判定できる。
【００３３】
なお、上記各実施形態では、鋼材試験片３をコイル２に挿入した状態で、コイル２のインダクタンス値ＬやインピーダンスＺの位相θを測定する場合について説明したが、鋼材試験片３が巨大である等の理由によりコイル２に挿入することが困難な場合には、図７のように鋼材試験片３をコイル２の近傍に配置して、上記と同様の測定を行うようにしても良い。その他の構成は先の実施形態の場合と同じであり、作用・効果も先の実施形態の場合と同様である。
【００３４】
図８および図９は、この発明の鋼材の異材非破壊測定法の実施形態を示す。この鋼材の異材非破壊測定法は、非破壊検査により鋼材の異材を測定するものであって、第１の実施形態と同じ測定系（図１）が用いられる。材質が未知な鋼材試験片３を測定するための準備として、予め材質が既知で互いに異材の複数の鋼材試験片３について、上記測定系によりコイル２のインダクタンス値Ｌをそれぞれ測定し、各材質とコイル２のインダクタンス値Ｌの関係を調査する。上記測定において、各鋼材試験片３をコイル２に挿入すること、コイル２にＬＣＲメータ１から交流電流を流し、このときのコイル２のインダクタンス値Ｌを測定することは第１の実施形態の場合と同じである。なお、この場合も、各鋼材試験片３が巨大等の理由でコイル２に挿入できないときは、コイル２の近傍に鋼材試験片３を配置して測定しても良い。図８は上記測定により得られた各材質とコイル２のインダクタンス値Ｌとの関係を示す。
【００３５】
このように、各材質とインダクタンス値Ｌの関係を調査した上で、材質が未知の鋼材試験片３についてコイル２のインダクタンス値Ｌを測定し、そのインダクタンス値Ｌを図８の結果と照合することで、未知の材質を求める。材質によりインダクタンス値Ｌが異なるので、材質の判定が行える。
この実施形態の鋼材の異材非破壊測定法においても、先の各実施形態における鋼材の硬化層深さ非破壊測定法と同様に、市販されているＬＣＲメータに１個のコイルを接続した測定系だけで測定できて、独自の電子回路を製作する必要がなく、測定系が非常に簡単なものとなり安価に測定できる。また、非破壊検査で測定できることによる、第１の実施形態で説明したと同様の各効果を得ることができる。
【００３６】
なお、ＳＣ材は炭素量に応じて呼び方が変わり、例えば炭素量が０．１５％の場合にＳ１５Ｃ、炭素量が０．３５％の場合にＳ３５Ｃと呼ばれる。図８の測定結果から、ＳＣ材の炭素量とインダクタンス値Ｌの関係をまとめて作成した検量線の一例（一次回帰式）を図９に示す。この一次回帰式は次式
ｙ＝−２．４３ｘ＋１４．８  ……（５）
但し  ｘ：インダクタンス値（ｍＨ）
ｙ：炭素量（％）
で表され、炭素量が増すごとにコイル２のインダクタンス値Ｌが減少する傾向を示している。この一次回帰式では、相関係数Ｒの２乗値が０．９８６と良好で、非常に高い相関が認められる。
【００３７】
このように、炭素量とコイル２のインダクタンス値Ｌの関係の検量線（一次回帰式）を作成した上で、炭素量が未知の鋼材試験片３についてコイル２のインダクタンス値Ｌを測定し、そのインダクタンス値Ｌを前記検量線（一次回帰式）と照合することで、未知の炭素量をを求めることもできる。
この実施形態の鋼材の特定成分量非破壊測定法においても、第１の実施形態における鋼材の硬化層深さ非破壊測定法と同様に、市販されているＬＣＲメータに１個のコイルを接続した測定系だけで測定できて、独自の電子回路を製作する必要がなく、測定系が非常に簡単なものとなり安価に測定できる。また、非破壊検査で測定できることによる、第１の実施形態で説明したと同様の各効果を得ることができる。
【００３８】
図８では、ＳＣ材に含まれる炭素量を測定する場合について説明したが、コイル２のインダクタンス値Ｌを測定することで、鋼材に含まれる鋼材の透磁率に影響を与える他の物質の成分量についても同様の手法によって推定することができる。このように、鋼材に含まれるある成分量の推定にも、このインダクタンス値Ｌの測定による方法が利用できる。
【００３９】
なお、異材判定を行う場合は、硬化層深さを測定する場合と違って、磁界の浸透深さをあまり気にする必要はないので、コイル２に流す電流の周波数の選択は、硬化層深さを測定する場合に比べて自由度が高くなる。しかし、鋼材試験片３の表面粗さが粗い場合などには、あまり高周波を使用すると浸透深さδが非常に浅くなるので、粗さの影響を受ける可能性があり注意が必要である。
また、判別したい材質によっては、周波数によって判別できる場合と判別できない場合があるので、注意が必要である。
【００４０】
図１０は、図８で示した５種類の材質について、１Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲でインダクタンス値Ｌを測定した結果を示す。同図から、周波数によっては、材質が異なっていてもインダクタンス値Ｌが等しくなる場合があり、判別できない場合があることが分かる。図８および図９に示したインダクタンス値Ｌは、周波数８Ｈｚのときのインダクタンス値Ｌであり、この場合には上記５種類の材質を判別することができる。
このような理由から、硬化層深さの測定の場合と違って、異材判定を行う場合は、磁界の浸透深さδから周波数を選択していくのではなく、それらの材質のインダクタンス値Ｌがすべて異なる周波数を選択する必要がある。しかしながら、判別したい材質が多い場合、一つの周波数ですべての材質のインダクタンス値を判別することが困難な場合も予想されるので、その場合には複数の周波数のインダクタンス値Ｌで総合的に判定を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる鋼材の硬化層深さ非破壊測定法に用いられる測定系の一例を示す概略構成図である。
【図２】同測定法により求められる検量線の一例を示す図である。
【図３】同測定法おけるコイルのインピーダンスと、その抵抗成分およびリアクタンス成分との関係を示す模式図である。
【図４】磁界の浸透深さと周波数の関係を示すグラフである。
【図５】各周波数に対応する検量線の各例を示す図である。
【図６】この発明の他の実施形態にかかる鋼材の硬化層深さ非破壊測定法により求められる検量線の一例を示す図である。
【図７】この発明の鋼材の硬化層深さ非破壊測定法に用いられる測定系の他の一例を示す概略構成図である。
【図８】この発明の他の実施形態にかかる鋼材の異材非破壊測定法により求められる材質とインダクタンスとの関係を示す図である。
【図９】この発明の他の実施形態にかかる鋼材の特定成分量非破壊測定法により求められる検量線の一例を示す図である。
【図１０】各材質によるコイルのインダクタンス値の周波数に応じた変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１…ＬＣＲメータ
２…コイル
３…鋼材試験片
【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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【図９】
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【図１０】
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