(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０６〜０．２５％、
Ｓｉ＋Ａｌ：０．５〜３．５％、
Ｍｎ：１〜６％を含有し、
Ｃ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎを含む合金元素の合計量：１０％以下であり、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物
である鋼材中の残留オーステナイト量を測定する方法であって、
測定対象試料の飽和磁化（Ｉ）を実測により求める工程と、
前記測定対象試料と実質的に同一成分の鋼に対し、長時間オーステンパ処理を施すか、または強冷間加工を施すことによって得られる、残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化（Ｉｓ）を実測により求める工程と、
下記式（１）により、前記測定対象試料中の残留オーステナイト（γＲ）量を算出する工程と、
γＲ（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００  …（１）
式中、Ｉは測定対象試料の飽和磁化であり、
Ｉｓは標準試料の飽和磁化である。
を包含することを特徴とする鋼材中の残留オーステナイト量の測定方法。
【請求項２】
Ｃ：０．０６〜０．２５％、
Ｓｉ＋Ａｌ：０．５〜３．５％、
Ｍｎ：１〜６％を含有し、
Ｃ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎを含む合金元素の合計量：１０％以下であり、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物
である鋼材中の残留オーステナイト量を測定する方法であって、
測定対象試料と合金元素の種類が同じで含有量が異なり且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である複数の標準試料を用意する工程（工程１）と、
下記式（２）で表される、前記複数の標準試料における合金元素の含有量を示す指標Ｘと、前記複数の標準試料の飽和磁化との相関式を求める工程（工程２）と、
Ｘ＝Σｄｎ[Ｘｎ] …（２）
（式中、
Ｘｎは鋼中の合金成分の含有量［質量％］を示し、
ｄｎは係数を示す。）
前記相関式に基づき、測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化（Ｉｓ）を求める工程（工程３）と、
前記測定試料の飽和磁化（Ｉ）を実測により求める工程（工程４）と、
下記式（１）に基づき、測定対象試料中の残留オーステナイト（γＲ）量を求める工程（工程５）と、
γＲ（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００ …（１）
式中、Ｉは測定対象試料の飽和磁化であり、
Ｉｓは測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ
残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化であ                  る。
を包含し、
前記工程１における前記複数の標準試料は、前記測定対象試料と合金元素の種類が同じで含有量が異なる複数の鋼に対し、長時間オーステンパ処理を施すか、または強冷間加工を施すことによって得られることを特徴とする鋼材中の残留オーステナイト量の測定方法。
【請求項３】
前記相関式は、下記式（３）で表される請求項２に記載の測定方法。
Ｉｓ（gauss）＝ａ＋ｂＸ  …（３）
式中、
ａは自然数、ｂは係数を示し、
Ｘは、前記式（２）で表される、標準試料における合金元素の含有量を示す。
【請求項４】
前記Ｘが下記式（４）で表される請求項２または３に記載の測定方法。
Ｘ＝[Ｍｎ]＋ｐ[Ｃ]＋ｑ[Ｓｉ]＋ｒ[Ａｌ]  …（４）
式中、
[Ｍｎ]、[Ｃ]、[Ｓｉ]および[Ａｌ]は、それぞれＭｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ａｌの含有量      ［質量％］を示し、
ｐ、ｑおよびｒは係数を示す。
【請求項５】
Ｃ：０．０６〜０．２５％、
Ｓｉ＋Ａｌ：０．５〜３．５％、
Ｍｎ：１〜６％を含有し、
Ｃ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎを含む合金元素の合計量：１０％以下であり、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物
である鋼材中の残留オーステナイト量を測定する装置であって、
測定対象試料と合金元素の種類が同じで含有量が異なり、且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である複数の標準試料における合金元素の含有量を示す指標Ｘであって下記式（４）で表される指標Ｘと、前記複数の標準試料の飽和磁化との相関式であって下記式（３）で表される相関式を記憶させる手段と、
Ｘ＝[Ｍｎ]＋ｐ[Ｃ]＋ｑ[Ｓｉ]＋ｒ[Ａｌ]  …（４）
式中、
[Ｍｎ]、[Ｃ]、[Ｓｉ]および[Ａｌ]は、それぞれＭｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ａｌの含有量 ［質量％］を示し、
ｐ、ｑおよびｒは係数を示す。
Ｉｓ（gauss）＝ａ＋ｂＸ  …（３）
式中、
ａは自然数、ｂは係数を示し、
Ｘは、上記式（４）で表される、標準試料における合金元素の含有量を示す。
前記測定対象試料の成分組成を入力する手段と、
前記測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化（Ｉｓ）を求める手段と、
前記測定対象試料の飽和磁化（Ｉ）を測定する手段と、
下記式（１）を用いて前記測定対象試料中の残留オーステナイト（γＲ）量を求める手段と、
を備えていることを特徴とする鋼材中の残留オーステナイト量の測定装置。
γＲ（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００ …（１）
式中、Ｉは測定対象試料の飽和磁化であり、
Ｉｓは測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ
残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化であ                  る。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼材中の残留オーステナイト（以下、残留γもしくはγRと示すことがある）量を測定する方法に関するものであって、詳細には、本発明で規定する成分組成の鋼材に占める残留γを飽和磁化測定法を用いて定量する方法、およびこの様な測定方法を実施するにあたって用いる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用鋼板には、温室効果ガス（ＣＯ2）排出削減を目的に燃費向上を図るべく薄肉化が要求され、かつ衝突時の安全性向上から一層の高強度化が要求されている。また、成形加工時には、プレス加工に代表されるような優れた成形加工性を発揮しうることが求められている。しかしながら強度の向上は、前記成形加工性の劣化を引き起こし易いことから、優れた強度と延性の両特性確保を実現すべく開発された鋼として変態誘起塑性（ＴＲＩＰ）鋼（以下、単にＴＲＩＰ鋼ということがある）がある。前記ＴＲＩＰ鋼は、組織中に残留γを生成させ、加工変形中に残留γが誘起変態（歪み誘起変態：ＴＲＩＰ）することによって延性が向上するのである。従って、前記ＴＲＩＰ鋼においては、残留γ組織が機械的特性（特に延性）の向上に有効で、該残留γ組織の含有量を正確に把握することが、前記機械的特性の更なる向上の点からも極めて重要なのである。
【０００３】
これまで残留γ量を測定する方法としては、Ｘ線回折を用いて、フェライト（α）相による回折線の積分強度とオーステナイト相による回折線の積分強度とを直接比較することにより求める方法が用いられてきた。しかしながら、前記Ｘ線の定量では集合組織の影響を受け易く、反射ピークのとり方によって測定値が大きく異なってしまう。また、表面効果により試料表面では残留γが少なくマルテンサイトが多いことや、表面研磨時に残留γがマルテンサイトに変態する等の理由から、試料表層部の情報を収集するＸ線では、残留γ量の値が低めとなり易い。更にバックグラウンドノイズの影響を受けやすいことから少量の残留γの測定には不向きである。
【０００４】
この様なことから、更に精度の良好な定量方法として飽和磁化測定法が用いられつつある。飽和磁化測定法は次の様な測定原理に基づくものである。即ち、室温にて金属組織中のフェライト相やマルテンサイト相等の組織は強磁性を示すのに対し、オーステナイト相は常磁性である。従って、フェライト相やマルテンサイト相といった強磁性を示す組織のみからなる金属組織の単位体積当たりの飽和磁化（Ｉｓ）を予め求めておき、オーステナイト相を含む試料の飽和磁化（Ｉ）を測定することにより、γ相の割合を下記式から求めることができるのである。図１に該飽和磁化測定に用いる装置の一部分を概略的に例示する。電極石を用いて磁界を発生させ、電磁石間に磁化検出用の４πＩコイル１と磁界検出用のＨコイル３を装着し、４πＩコイル１中に棒状試料２を挿入して閉磁路を形成し、反磁界の影響をなくした状態で磁化曲線を測定して求めるのである。
【０００５】
γR（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００
前記飽和磁化測定法を用いた鋼材中の残留γ定量として、ステンレス鋼への適用が既になされており、前記Ｉｓの測定には、測定対象となる試料と成分組成等が実質的に同じ試料（または前記Ｉ測定済みの測定対象試料）にサブゼロ処理を施して残留γを体積率で０％とした試料が用いられている［熱処理３６巻５号，p.322（1996）］。
【０００６】
しかしながら、本発明で対象とするようなＴＲＩＰ鋼中の微量の残留γは、周囲の結晶粒からの拘束を受けるため、サブゼロ処理を施したとしても完全に変態せずに残存する。従って、この様な試料をγR＝０（体積％）の試料としてＩｓの測定に用いたのでは定量誤差が生じてしまう。
【０００７】
更に、前記ステンレス鋼の残留γ定量では、鋼中の合金成分が飽和磁化に影響を及ぼすとしてＣｒ等の合金成分を考慮しているが、本発明で対象とする鋼材はステンレス鋼と全く成分組成が異なるので、該ステンレス鋼の残留γ測定方法を本発明で対象とする鋼材に適用したのでは誤差が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、本発明で規定する成分組成の鋼材中の残留γを正確に定量する方法、およびこの様な定量に用いる装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る測定方法とは、質量％で、Ｃ：０．０６〜０．２５％、Ｓｉ＋Ａｌ：０．５〜３．５％、Ｍｎ：１〜６％を含有し、Ｃ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎを含む合金元素の合計量：１０％以下であり、残部：Ｆｅおよび不可避的不純物である鋼材中の残留オーステナイト量を測定する方法であって、
測定対象試料の飽和磁化（Ｉ）を実測により求める工程と、前記測定対象試料と実質的に同一成分の鋼に対し、長時間オーステンパ処理を施すか、または強冷間加工を施すことによって得られる、残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化（Ｉｓ）を実測により求める工程と、
下記式（１）により、前記測定対象試料中の残留オーステナイト（γＲ）量を算出する工程と、
を包含することに特徴を有するものである。
【００１０】
γＲ（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００  …（１）
式中、Ｉは測定対象試料の飽和磁化であり、
Ｉｓは標準試料の飽和磁化である。
【００１１】
本発明に係る他の測定方法とは、Ｃ：０．０６〜０．２５％、Ｓｉ＋Ａｌ：０．５〜３．５％、Ｍｎ：１〜６％を含有し、Ｃ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎを含む合金元素の合計量：１０％以下であり、残部：Ｆｅおよび不可避的不純物である鋼材中の残留オーステナイト量を測定する方法であって、
測定対象試料と合金元素の種類が同じで含有量が異なり且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である複数の標準試料を用意する工程（工程１）と、
下記式（２）で表される、前記複数の標準試料における合金元素の含有量を示す指標Ｘと、前記複数の標準試料の飽和磁化との相関式を求める工程（工程２）と、
Ｘ＝Σｄｎ[Ｘｎ] …（２）
（式中、
Ｘｎは鋼中の合金成分の含有量［質量％］を示し、
ｄｎは係数を示す。）
前記相関式に基づき、測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化（Ｉｓ）を求める工程（工程３）と、
前記測定試料の飽和磁化（Ｉ）を実測により求める工程（工程４）と、
下記式（１）に基づき、測定対象試料中の残留オーステナイト（γＲ）量を求める工程（工程５）と、を包含し、
γＲ（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００ …（１）
式中、Ｉは測定対象試料の飽和磁化であり、
Ｉｓは測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ
残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化であ                  る。
前記工程１における前記複数の標準試料は、前記測定対象試料と合金元素の種類が同じで含有量が異なる複数の鋼に対し、長時間オーステンパ処理を施すか、または強冷間加工を施すことによって得られることに特徴を有するものである。
【００１２】
尚、上記「測定対象試料と実質的に同一成分」とは、上記飽和磁化測定に影響を与えない範囲内で、測定対象試料の成分組成と多少のずれが生じている場合を含むことを意味する。
【００１３】
好ましい実施形態において、前記相関式は、下記式（３）で表される。
Ｉｓ（gauss）＝ａ＋ｂＸ  …（３）
式中、
ａは自然数、ｂは係数を示し、
Ｘは、前記式（２）で表される、標準試料における合金元素の含有量を示す
【００１４】
好ましい実施形態において、前記Ｘは下記式（４）で表される。
Ｘ＝[Ｍｎ]＋ｐ[Ｃ]＋ｑ[Ｓｉ]＋ｒ[Ａｌ]  …（４）
式中、
[Ｍｎ]、[Ｃ]、[Ｓｉ]および[Ａｌ]は、それぞれＭｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ａｌの含有量       ［質量％］を示し、
ｐ、ｑおよびｒは係数を示す。
【００１５】
本発明は、前記成分組成の鋼材中の残留オーステナイト量を測定する装置も含むものであって、
Ｃ：０．０６〜０．２５％、
Ｓｉ＋Ａｌ：０．５〜３．５％、
Ｍｎ：１〜６％を含有し、
Ｃ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎを含む合金元素の合計量：１０％以下であり、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物
である鋼材中の残留オーステナイト量を測定する装置であって、
測定対象試料と合金元素の種類が同じで含有量が異なり、且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である複数の標準試料における合金元素の含有量を示す指標Ｘ［下記式（４）で表される指標Ｘ］と、前記複数の標準試料の飽和磁化との相関式［下記式（３）で表される相関式］を記憶させる手段と、
前記測定対象試料の成分組成を入力する手段と、
前記測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化（Ｉｓ）を求める手段と、
前記測定対象試料の飽和磁化（Ｉ）を測定する手段と、
下記式（１）を用いて前記測定対象試料中の残留オーステナイト（γＲ）量を求める手段と、を備えていることに特徴を有するものである。
【００１６】
γＲ（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００ …（１）
式中、Ｉは測定対象試料の飽和磁化であり、
Ｉｓは測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ
残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化であ                  る。
【００１７】
Ｘ＝[Ｍｎ]＋ｐ[Ｃ]＋ｑ[Ｓｉ]＋ｒ[Ａｌ]  …（４）
式中、
[Ｍｎ]、[Ｃ]、[Ｓｉ]および[Ａｌ]は、それぞれＭｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ａｌの含有量      ［質量％］を示し、
ｐ、ｑおよびｒは係数を示す。
【００１８】
Ｉｓ（gauss）＝ａ＋ｂＸ  …（３）
式中、
ａは自然数、ｂは係数を示す。
Ｘは、上記式（４）で表される、標準試料における合金元素の含有量を示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、前述した様な状況の下で、鋼材中の残留γ量を正確に測定するための方法を確立すべく鋭意研究を進めた。その結果、飽和磁化測定法を用いれば、本発明で対象とする鋼材中の残留γ量を正確に測定できることを見出し、更に、該測定方法を本発明で対象とする鋼材に適用するにあたって測定条件等について検討を重ね、上記本発明に想到した。
【００２０】
本発明の測定方法は、質量％で、Ｃ：０．０６〜０．２５％、Ｓｉ＋Ａｌ：０．５〜３．５％、Ｍｎ：１〜６％を含有し、かつ前記Ｃ、Ｓｉ、ＡｌおよびＭｎを含む合金元素の合計量が１０％以下である鋼材を対象とするものである。
【００２１】
本発明で対象とする鋼材は、前述した様にいわゆるＴＲＩＰ鋼であって、高強度を確保し、且つ残留γを確保すべくＣが０．０６％以上含まれ、かつ溶接性確保のためＣ量が０．２５％以下に抑えられたものである。また、残留γが分解して炭化物が生成するのを有効に抑えるべくＳｉおよびＡｌが０．５以上添加され、その上限は熱間脆性が生じるのを防止すべく合計で３．５％としている。更に、γを安定化させて所望の残留γを得るためＭｎが１％以上添加され、その上限を６％として鋳片割れが生じる等の悪影響を防止している。
【００２２】
また本発明で対象とする鋼材は、自動車の車体の様に大量生産が前提となる廉価な用途に対応すべく、高価な合金元素の添加量を抑えたものであり、前記Ｃ、Ｓｉ、ＡｌおよびＭｎを含む合金元素の合計量を１０％以下に抑えている。
【００２３】
尚、鋼材中のその他の合金元素については、合計量１０％以下の範囲内であれば、例えば、オーステナイト形成元素であるＮｉ、Ｃｏ、Ｃｕやフェライト生成元素であるＴｉ、Ｎｂ、Ｍｏ等が添加されていてもよい。更には上記説明したものの他、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避的不純物が含まれているものであっても測定対象となりうる。
【００２４】
本発明の測定方法は、この様な鋼材を測定対象試料とするものであって、測定対象試料の飽和磁化（Ｉ）および、測定対象試料と実質的に同一成分であって残留γ量が体積率で０％である場合の飽和磁化（Ｉｓ）を実測または計算により求め、下記式（１）により、測定対象試料中の残留オーステナイト（γＲ）量を算出するものである。
【００２５】
γＲ（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００  …（１）
飽和磁化測定における印加磁化（Ｈm）は５０００〜１００００エルステッド（Ｏｅ）であることが好ましい。また飽和磁化は、測定温度の変化に影響を受けやすいことから、室温で測定する場合には、例えば２３℃±３℃の範囲内で行うことが好ましい。
【００２６】
上記実測によりＩｓを求めるに際しては、Ｉｓ測定に用いる試料として、測定対象試料と実質的に同一成分の鋼に長時間オーステンパ処理を施すか、または強冷間加工を施して得た試料を用いるのがよい。
【００２７】
前述の通り、本発明で対象とする鋼材中の微量の残留γは、周囲の結晶粒からの拘束を受け易く、サブゼロ処理を施しても十分に変態しきれない。本発明者らは残留γ量を確実に０％とした試料を得るべく検討したところ、鋼材に長時間オーステンパ処理を施すか、または強冷間加工を施すことがよいことを見出した。
【００２８】
長時間のオーステンパ処理を施すことによって、鋼材中の残留γをベイナイトに変態させて残留γを０体積％とすることができるのであり、前記オーステンパ処理の条件としては、４００〜４５０℃の範囲内で１２時間以上行うことが望ましい。
【００２９】
また強冷間加工を施すことによっても、加工誘起変態を利用して鋼材中の残留γをマルテンサイトに変態させて残留γを０体積％とすることができ、該冷間加工は、冷延率５０％以上、好ましくは７０％以上で行うことが望ましい。
【００３０】
尚、測定を行うにあたっては、測定対象試料とは別に用意した測定対象試料と実質的に同一成分の鋼材に長時間オーステンパ処理または強冷間加工を施すほか、飽和磁化（Ｉ）を測定した後の測定対象試料に前記長時間オーステンパ処理または強冷間加工を施して、前記Ｉｓ測定用の試料としてもよい。
【００３１】
上記飽和磁化は、残留γ量のみならず、鋼中の合金元素の種類およびその添加量にも影響を受けることから、残留γ量が同一の鋼材であっても合金成分組成が異なれば飽和磁化は相違する。
【００３２】
この様な合金元素の影響を考慮した基本的な測定方法として、各測定対象試料につき残留γを０体積％とした試料（即ち、前記長時間オーステンパ処理または強冷間加工を施した試料）を作製し、該試料をＩｓの測定に用いる方法が挙げられる。しかしながら多数の試料を測定する場合には、各々の測定対象試料についてＩｓ測定用試料を作製する必要があり作業が煩雑となる。そこで本発明者らは、測定の簡易性および迅速性確保の観点から、各々の測定対象試料についてＩｓ測定用試料を作製せずともＩｓを計算にて求めることのできる方法として、以下のような方法が有効であることを見出した。即ち、
（i）まず、測定対象試料と合金元素の種類が同じで含有量が異なり、且つγR＝０（体積％）である複数の標準試料を用意し（この場合、前記長時間オーステンパ処理または強冷間加工により残留γを０体積％とするのがよい）、該標準試料のＩｓをそれぞれ測定する。
【００３３】
（ii）次に、後述する標準試料における合金元素の含有量を示す指標と前記Ｉｓとの相関を求める。
【００３４】
（iii）前記相関に基づき、測定対象試料における合金元素の含有量を示す指標から測定対象試料のＩｓを求めるようにする方法である。
【００３５】
前記標準試料における合金元素の含有量を示す指標とは、標準試料中の合金元素の種類および含有量によって求められる指標であって、下記式（２）に示される様な指標Ｘを用いることができる。下記式（２）におけるＸnは鋼中の各合金成分の含有量（質量％）を示すものであり、この様な指標を用いることで、Ｉｓに影響を及ぼす添加合金元素の種類とその添加量を考慮することができるのである。
【００３６】
Ｘ＝Σｄn[Ｘn]      …（２）
（式中、Ｘnは鋼中の合金成分の含有量［質量％］を示し、ｄnは係数を示す。）
本発明法で対象とする鋼材は、合金元素として特にＭｎ、Ｃ、ＳｉおよびＡｌが添加されているので、これらの元素を考慮した下記式（４）を前記指標Ｘとして用いることが好ましい。尚、合金元素として例えばＴｉ、Ｎｂ等のその他の合金元素を添加する場合には、下記式（５）に示す様にこれらの合金元素の影響も併せて考慮した指標Ｘ'を用いることができる。
【００３７】
Ｘ＝[Ｍｎ]＋ｐ[Ｃ]＋ｑ[Ｓｉ]＋ｒ[Ａｌ]      …（４）
Ｘ'＝[Ｍｎ]＋ｐ[Ｃ]＋ｑ[Ｓｉ]＋ｒ[Ａｌ] ＋ｓ[Ｔｉ] ＋ｔ[Ｎｂ]…（５）
（式中、[Ｍｎ]、[Ｃ]、[Ｓｉ]、[Ａｌ] 、[Ｔｉ] および[Ｎｂ]は、それぞれＭｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂの含有量［質量％］を示し、ｐ、ｑ、ｒ、ｓおよびｔは係数を示す）
上記相関は、標準試料における合金元素の含有量を示す指標と該標準試料のＩｓとの関係を示すものであって、その関係は、２次、３次等の多次数曲線等で表される場合もあるが、相関性が良好であることから下記式（３）で表されるような１次式を用いるのがよい。
【００３８】
Ｉｓ（gauss）＝ａ＋ｂＸ …（３）
（式中、ａは自然数、ｂは係数を示す）
本発明は、上記の様にして測定するための装置も含むものであって、該装置には下記の手段が備わっていることを要件とする。即ち、（ａ）測定対象試料と合金元素の種類が同じで含有量が異なり、且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である複数の標準試料における合金元素の含有量を示す指標Ｘと、前記複数の標準試料の飽和磁化との相関式を記憶させる手段と、（ｂ）前記測定対象試料の成分組成を入力する手段と、（ｃ）前記測定対象試料と合金元素の種類および含有量が同じで、且つ残留オーステナイト量が体積率で０％である標準試料の飽和磁化（Ｉｓ）を求める手段と、（ｄ）前記測定対象試料の飽和磁化（Ｉ）を測定する手段と、（ｅ）下記式（１）を用いて前記測定対象試料中の残留オーステナイト（γＲ）量を求める手段と、を備えている。
【００３９】
γR（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００    …（１）
更に本発明で対象とする鋼材中の残留γ量を定量するにあたって、下記式（３）および式（４）で表されるような相関式が備わっていれば、正確かつ迅速に残留γの定量を行うことができるので有効である。
【００４０】
Ｉｓ（gauss）＝ａ＋ｂＸ      …（３）
（式中、ａは自然数、ｂは係数を示す）
但し、
Ｘ＝[Ｍｎ]＋ｐ[Ｃ]＋ｑ[Ｓｉ]＋ｒ[Ａｌ]      …（４）
（式中、[Ｍｎ]、[Ｃ]、[Ｓｉ]および[Ａｌ]はそれぞれＭｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ａｌの含有量［質量％］を示し、ｐ、ｑおよびｒは係数を示す）
尚、本発明の装置を実際の測定に適用する場合には、温度制御装置、雰囲気制御装置、自動寸法測定装置等のその他の付属設備等を適宜設定することも当然可能であって、これらの装置が併設されたものも本発明に含むものとする。
【００４１】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４２】
表１に示す化学成分組成を有するＮｏ．１〜７の標準試料を２つずつ用意し、一方には液体窒素中に１０分間浸漬させるサブゼロ処理を施し、他方には、４２０℃で１５時間のオーステンパ処理を施した。そして前記図１に示すような装置を用いて各処理を施した試料の飽和磁化（Ｉｓ）を測定した。尚、飽和磁化測定には、形状が３．６ｍｍｔ×４ｍｍＷ×３０ｍｍＬの試験片を用い、電極石間ギャップを３０ｍｍ、室温において印加磁化を５０００Ｏｅ（エルステッド）として行い、ヒステリシスループの両極最大磁化平均値をもって飽和磁化とした。測定結果を表１に併記する。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
図２はこれらの結果を図示したものであり、この表１および図２より、サブゼロ処理を行った場合には、処理後も残留γが存在するため長時間オーステンパ処理材よりもＩｓが小さいことがわかる。これらの結果より、正確な測定を行うには長時間のオーステンパ処理材をＩｓの測定に用いればよいことがわかる。
【００４５】
次に、測定対象試料と実質的に同一成分であって残留γが体積率で０％である場合の飽和磁化（Ｉｓ）を計算により求めて、残留γの定量を行った結果について述べる。
【００４６】
前記Ｎｏ．１〜７の標準試料における合金元素の含有量を示す指標ＸMnを、下記式（６）を用いて求めた。下記式（６）はＭｎ含有量を基準にＣ、ＳｉおよびＡｌの係数を決定した指標である。
【００４７】
前記Ｎｏ．１〜７にて求めた指標ＸMnと前記Ｎｏ．１〜７の長時間オーステンパ処理材のＩｓ値との関係を求めたところ、図３に示す相関関係が求められた。
【００４８】
ＸMn＝ [Ｍｎ]＋15.0[Ｃ]−1.11[Ｓｉ]−0.63[Ａｌ]      …（６）
次に、表２に示す測定対象試料Ａ〜Ｄの指標ＸMnをそれぞれ求め（表２中の▲２▼）、該指標ＸMnを上記図３に示される相関式に代入して測定対象試料Ａ〜ＤのＩｓを算出した（表２中の▲３▼）。
【００４９】
また比較例として、測定対象試料Ａ〜Ｄのそれぞれについて、下記式（７）で示される指標ＸCrを求め（表２中の▲４▼）、Ｉｓを算出した（表２中の▲５▼）。
【００５０】
ＸCr＝ [Ｃｒ]＋1.8[Ｓｉ]＋0.5 [Ｎｉ]＋0.9[Ｍｎ] ＋3.6[Ｃ]    …（７）
更に定量精度検証のため、測定対象試料Ａ〜Ｄのそれぞれに、前記標準試料と同様のオーステンパ処理を施してγR＝０（体積％）の試料を作製し、Ｉｓの実測を行った（表２中の▲６▼）。
【００５１】
図４は、Ｂ〜Ｄの試料について、前記指標ＸMnまたはＸCrを用いて求めたＩｓ計算値（表２中の▲３▼、▲５▼）を前記Ｉｓ実測値（表２中の▲６▼）に対して示したグラフである。この図４より、合金元素の含有量を示す指標として本発明のＸMnを用いれば、Ｉｓ測定用試料を作製して実測を行った場合と同様のＩｓ値が算出できることが分かる。
【００５２】
次に、測定対象試料Ａ〜Ｄの飽和磁化（Ｉ）を前記標準試料の場合と同様にして測定した。そして試料Ａ〜ＤのＩ（表２中の（２））、および上記ＸＭｎまたはＸＣｒを用いて求めたＩｓ計算値（表２中の（３）、（５））を下記式（１）に代入して残留γ量を求めた（表２中の（７）、（８））。尚、この場合も、定量精度検証のために、長時間オーステンパ処理材のＩｓ実測値（表２中の（６））から残留γ量を求めた（表２中の（９））。
【００５３】
γR（体積％）＝（１−Ｉ／Ｉｓ）×１００    …（１）
【００５４】
【表２】
0003961800.tif 000003
【００５５】
図５は、Ｉｓ計算値から求めた残留γ値（表２中の▲７▼、▲８▼）を、長時間オーステンパ処理材のＩｓ実測値から求めた残留γ値（表２中の▲９▼）に対して示したものである。この図５より、合金元素の含有量を示す指標として本発明で規定するＸMnを用いて求めた残留γ量は、Ｉｓ実測値から求めた残留γ量とほぼ一致し、精度よく定量できていることがわかる。
【００５６】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明で規定する成分組成の所謂ＴＲＩＰ鋼中の残留γの定量には、本発明の如く飽和磁化測定法を適用すれば精度よく行えることができ、特に、鋼材に長時間オーステンパ処理を施すかまたは強冷間加工を施した試料をＩｓの測定に用いれば、誤差を生じることなく正確に定量することができるのである。また、予め複数の標準試料のＩｓを測定し、該標準試料における合金元素の含有量を示す指標と前記Ｉｓとの相関を求めておくことによって、効率よく迅速に合金元素量の異なる多数の測定対象試料を定量できることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】飽和磁化測定に用いる装置の一部分の概略図を例示した斜視図である。
【図２】実施例にてサブゼロ処理を施した試料と長時間のオーステンパ処理を施した試料のＩｓを比較したグラフである。
【図３】実施例にて求めた標準試料における合金元素の含有量を示す指標ＸMnとＩｓとの相関関係を示したグラフである。
【図４】実施例におけるＢ〜Ｄの試料について、長時間オーステンパ処理材を用いて求めたＩｓ実測値に対し、指標ＸMnまたはＸCrを用いて求めたＩｓ計算値を示したグラフである。
【図５】実施例において、Ｉｓ実測値から求めた残留γ値に対し、指標ＸMnまたはＸCrを用いて得たＩｓ計算値から求めた残留γ値を示したものである。
【符号の説明】
１  ４πＩコイル
２  棒状試料
３  Ｈコイル
４  導線
【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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