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金属組織変化検出方法及び金属組織変化検出装置 UPDATE

国内特許コード P210017998
整理番号 (19036,S2020-0255-N0)
掲載日 2021年12月20日
出願番号 特願2021-009641
公開番号 特開2021-152527
出願日 令和3年1月25日(2021.1.25)
公開日 令和3年9月30日(2021.9.30)
優先権データ
  • 特願2020-052833 (2020.3.24) JP
発明者
  • 増田 高大
  • 美藤 正樹
  • 堀田 善治
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 金属組織変化検出方法及び金属組織変化検出装置 UPDATE
発明の概要 【課題】金属の組織変化が反映された数多くのデータを短時間のうちに確実かつ効率的に取得することができる金属組織変化検出方法及び金属組織変化検出装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る金属組織変化検出方法及び金属組織変化検出装置は、金属Mの電気伝導の時間変化を設定温度下で非接触で測定し、測定された金属Mの電気伝導の時間変化を基に、金属Mの時間経過に伴う組織変化を検出する。金属Mの電気伝導は、交流磁場により金属Mに発生した渦電流の大きさから求めることができる。金属Mに対する非接触な測定は、複雑な処理を必要とせず、金属の組織変化が反映されたデータを短時間のうちに数多く取得することが可能である。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

代表的な時効硬化型アルミニウム合金として知られるA2024合金(超ジュラルミン)やA7075合金(超々ジュラルミン)は、T3処理やT6処理等で引張強度480MPaを超える高い強度を有していることから自動車用部材や航空機用部材として幅広く利用されている。このような時効硬化型アルミニウム合金は材料強化機構として析出粒子の微細分散による析出強化とCu及びMgによる固溶強化が活用されるが、結晶粒微細化に伴い強度等が大幅に向上することが報告されている。更に、その後の時効処理により一層の強度向上が実現され、析出強化と結晶粒微細化強化の同時強化が可能であることが報告されている。

結晶粒をサブミクロンレベルに超微細化できるプロセス法として巨大ひずみ加工法がある。最近開発されたHPS(高圧スライド加工)法は、ECAP(同径溝交差加工)法、HPT(高圧ねじり加工)法、ARB(繰返し重ね接合圧延)法、MDF(多軸鍛造)法とともに代表的な巨大ひずみ加工法である。このHPS法は高圧下で板材や棒材のような実用的形状の試料を加工できる利点があり、これまでに、A2024合金やA7075合金等の時効硬化型アルミニウム合金の他にも、AZ61Mg合金、F1295Ti合金、INCONEL718Ni超合金、P92耐熱Fe合金などの加工に幅広く適用されてきた。

以上のことから、対象物に対し溶体化処理、巨大ひずみ加工を施し、続いて時効熱処理を行う加工熱処理プロセスに関して、加工ひずみ量、熱処理温度、熱処理時間等のプロセス条件と強度及び延性の関係を明らかにする計測が求められている。
ここで、時効処理により硬度を高められる時効硬化型の金属(特許文献1参照)は、一般的に、温度に敏感で、室温下に静置していても組織変化が生じる。従って、例えば、硬度試験等により時効硬化型の金属の強度評価を行う場合には、温度が当該金属に与える影響を考慮しなければならず、そのためには、温度条件を変えて、金属の組織が時間の経過によりどのように変化するかを解析することが重要である。

産業上の利用分野

本発明は、金属の組織変化を検出する金属組織変化検出方法及び金属組織変化検出装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属の電気伝導の時間変化を設定温度下で非接触で測定し、測定された該金属の電気伝導の時間変化を基に、該金属の時間経過に伴う組織変化を検出することを特徴とする金属組織変化検出方法。

【請求項2】
請求項1記載の金属組織変化検出方法において、前記金属は、時効処理により硬度が高められる時効硬化型の金属であることを特徴とする金属組織変化検出方法。

【請求項3】
請求項1又は2記載の金属組織変化検出方法において、前記測定は60秒以内の時間間隔で連続的に行われることを特徴とする金属組織変化検出方法。

【請求項4】
請求項1~3のいずれか1記載の金属組織変化検出方法において、交流磁場により前記金属に発生する渦電流の大きさの時系列データから該金属の電気伝導の時間変化を求めることを特徴とする金属組織変化検出方法。

【請求項5】
請求項4記載の金属組織変化検出方法において、前記設定温度に温度調整された炉の内部に前記金属を収容し、前記炉の外部から、前記炉内の空間に交流磁場を発生させ、前記炉の内部又は外部に設置されたコイルで前記渦電流の大きさを測定することを特徴とする金属組織変化検出方法。

【請求項6】
請求項1~5のいずれか1記載の金属組織変化検出方法において、組織が既知の基準金属の電気伝導の時間変化を予め設定した1つの基準温度下で非接触で測定して得られる基準データと、前記基準温度と異なる前記設定温度下で取得される前記金属の電気伝導の時間変化の測定データとの比較により、前記設定温度下での前記金属の時間経過に伴う組織変化を検出することを特徴とする金属組織変化検出方法。

【請求項7】
請求項6記載の金属組織変化検出方法において、前記基準金属の組織内の金属析出物の量、硬度又は引張強度が既知の時に、前記基準データと前記測定データとの比較から予測される前記設定温度下での前記金属の時間経過に伴う組織内の金属析出物の量、硬度又は引張強度の変化に基づいて、前記設定温度下での前記金属の時間経過に伴う組織変化を検出することを特徴とする金属組織変化検出方法。

【請求項8】
金属の電気伝導の時間変化を設定温度下で非接触で測定し、測定された該金属の電気伝導の時間変化を基に、該金属の時間経過に伴う組織変化を検出することを特徴とする金属組織変化検出装置。

【請求項9】
請求項8記載の金属組織変化検出装置において、前記金属は、時効処理により硬度が高められる時効硬化型の金属であることを特徴とする金属組織変化検出装置。

【請求項10】
請求項8又は9記載の金属組織変化検出装置において、前記測定は60秒以内の時間間隔で連続的に行われることを特徴とする金属組織変化検出装置。

【請求項11】
請求項8~10のいずれか1記載の金属組織変化検出装置において、交流磁場により前記金属に発生する渦電流の大きさの時系列データから該金属の電気伝導の時間変化を求めることを特徴とする金属組織変化検出装置。

【請求項12】
請求項11記載の金属組織変化検出装置において、前記金属が収容される炉と、該炉の内部を温度調整する温度調整手段と、前記炉の外部に設置され前記炉内の空間に交流磁場を発生させる磁場発生機と、前記炉の内部又は外部に設置され前記渦電流の大きさを測定するコイルとを備えたことを特徴とする金属組織変化検出装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2021009641thum.jpg
出願権利状態 公開
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