球状黒鉛鋳鉄の渦電流による硬さ測定に影響する因子

摘要

球状黒鉛鋳鉄の硬さと渦電流信号の間に，高い相関関係が得られるコイル巻き数，測定周波を明らかにした．この結果に基づいて鋳鉄の測定に特化した渦電流硬さ計を試作し，渦電流硬さに及ぼす表面加工（粗さ），熱処理などの影響を調べた．これらの結果から，鋳鉄の渦電流硬さ測定は「鋳放し材の研削加工面」など，一定の条件下で行うならば，ブリネル硬さと高い相関関係が得られることが分かった．本研究で得られた結果を以下に示す．（1）渦電流硬さ計の感度が最高になるコイル巻き数と測定周波数がある．本研究で用いた直径22mmのパイケーキ型400巻きと800巻きコイルでは6kHz～10kHzの周波数で最高の感度が得られた．（2）本研究で用いた400～1600巻きコイルの場合，30及び50kHzの測定周波数では硬さと渦電流値の相関関係が著しく低かった．（3）表面加工法の違いは渦電流硬さに大きく影響を及ぼす．その原因は表面粗さや，加工表面に現れる黒鉛の形状などに関係すると思われる．（4）熱処理によって渦電流硬さは減少し，この傾向は加熱温度が973K以上で顕著となる．973K以下の加熱保持でも保持時間が長いと渦電流硬さば減少する．鋳造·加工残留応力が熱処理によって減少する結果，渦電流硬さが変化すると考えられる．（5）炭素鋼に対しても，実測硬さと渦電流硬さ表示値の間に高い正の相関関係が認められた．