[更新日'00/7/1]

平成１２年７月号（通巻第３５号）

目　　次

1. 新世紀構造材料プロジェクトへの期待

   �鞄�立製作所　日立研究所　所長　川上　潤三

2. TOPICS　高強度化された鉄鋼材料の表面微小きずの高精度検出を目指して

   構造体化ステーション　植竹　一蔵

3. TOPICS　酸化物を起点とした粒内フェライト生成その場観察

   材料創製ステーション　花村　年裕

4. 春期学会報告

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　1．新世紀構造材料プロジェクトへの期待

　�鞄�立製作所　日立研究所　所長　川上　潤三

　当初の計画段階から材料のユーザの立場で参加し、実用化の面から色々な意見を申し上げた新世紀構造材料プロジェクトは、４年目を迎えたが、低合金鋼、耐熱鋼、耐食鋼の革新的、挑戦的、あるいは従来の延長ではない新しい概念にもとづく研究開発が予想以上に順調に進んでいる。研究開発が停滞しているといわれていた鉄鋼材料の巻き返しあるいは独創的な開発が官民あげての総力により、ここまで来たことはたいへん喜ばしい。
　今後、実用化へ向けての研究が続くと思うが、企業の立場から言わせて頂くと、実用上必要なすべての性質がクリアされていないと、使うことはできない。たとえば、１００点満点で平均９０点をとったとしても、その材料は使うことはできない。仮に多くの特性が抜きんでていてもひとつの特性が劣っていては使えないのである。もう少し付け加えると、材料が最終的にシステムの中でどのような条件下で使われるか、をよく把握して開発を進めて頂きたい、ということである。また、コスト的視点も重要である。ここ数年の各産業分野における機器や部品価格の破壊的な下落にはすさまじいものがある。性能が２倍になったからといって材料の値段が２倍になることは許されない。せいぜい従来価格に少し上乗せしてもらえるだけであろう。少し厳しい意見かもしれないが、このことを常に考慮して研究を進めて頂きたい。
　ところで、米国では数年の調査の後、２００１年より政府主導のナノ材料プロジェクトがはじまる。材料のナノレベルでの物性をまず把握し、その特性を活かすナノレベルプロセスを開発しようというもので、応用分野として、環境、医療、デバイス等が挙げられている。その海外調査報告書では、日本がこの分野で一部リードしている、と明記されている。ＩＴ技術で世界を大きくリードしている米国が、材料面でもリードしたい、という願いがこの新規プロジェクトにつながっているように思われる。残念ながらＩＴでは後塵を拝し、その追随に苦労している日本であるが、材料分野では世界をリードしたいものである。幸い日本には電子顕微鏡やＸ線装置などを用いた優れたナノレベル材料計測技術があるので、これらの技術をとりこんだ、より材料の本質を理解した開発とその早期実用化にこの鉄鋼材料プロジェクトが先導役となることを期待したい。
　

　2．TOPICS

高強度化された鉄鋼材料の表面微小きずの高精度検出を目指して
−漏洩磁束探傷法の高精度・高性能化−

　構造体化ステーション　植竹　一蔵

研究の背景

鋼の疲労き裂発生に大きな影響を及ぼす表面きずを高精度に検出することは、構造物等の破壊を未然に防ぐ上で重要である。高強度化された鋼の破壊強度はきずに敏感であり、特に表面きずの検査は重要である。鉄鋼のような強磁性材料の表面きずの非破壊検査方法として漏洩磁束探傷試験法がある。この方法は、磁化された材料の表面きずより漏れ出る磁束（漏洩磁束）を磁気センサにより検知し、きずを高感度に検出する方法である。本方法はきず深さとセンサ出力の関係が比例的であり、センサ出力よりきず深さが定量的に評価できるとされている。材料中のきずは多様な方向性を持つため、きずの方向性による未検出が生じることがある。ここでは、この未検出を防ぎ、高精度な探傷を可能とする漏洩磁束探傷法の開発を目的とする。

研究内容

きずの方向性による未検出を防ぐために材料の磁化に回転磁界を適用し、また高感度なきず検出の目的に対し差動コイルを磁気センサとして用いた。回転磁界は、図1に示すようにどの方向を向いた割れに対してもその面に対し磁束を直交できるため、漏洩磁束発生に対し常に最適な磁化方向を維持することができる。また差動コイルは、図2に示すように二つのコイルの差分が出力され、割れによる漏洩磁束の検出感度が向上する。図3は放電加工による人工きずの探傷例を示す。従来、割れ深さ0.3〜0.5mmが検出限界とされてきたが、本探傷システムによってこの範囲の割れは十分検出可能であり、さらに微小割れの検出が期待できる。今後さらに検出精度を向上させるため、センサの改良等を検討して行く。