非接触式金属材料硬さ評価装置を開発　　―Ｘ線を利用した新しい硬さ評価装置―

　金属材料の代表的な硬さ試験であるビッカースやロックウェル硬さでは、ダイヤモンド等の圧子を試料に押しつけて生じるくぼみの大きさを測定します。この方法では、表面に傷がつく、試験しやすいサイズに切断する等の制約があるため、最終製品の硬さは非接触で測定したいというニーズがあります。

　工業試験場では、鉄鋼材料の熱処理によって生じる金属組織の変化や加工面で生じる結晶のひずみ変化に着目し、Ｘ線回折スペクトル形状と硬さに一定の相関性があることを明らかにしました。この関係を利用して、熱処理した鉄鋼材料の硬さを定量的に評価することが可能となりました。ステンレス鋼、ニッケルめっきの場合についても定性的評価が可能です。

　図は研究成果をもとに生産現場で硬さ検査が行えるよう開発した非接触式硬さ評価装置です。本装置の特徴は、空冷式セラミックＸ線管と100V仕様の小型高圧電源を組み合わせることにより卓上サイズの可搬式とした点であり、さらに安全性に配慮してアクリル製シールドケースに収納しました。

　今後は、各種金属材料に対する硬さ評価事例を収集するとともに、非接触という特徴を活かして窒化処理などの極表面層や複雑形状部の硬さ評価への応用を検討していきます。


開発した硬さ評価装置

 

担当：機械金属部 鷹合滋樹（たかごう しげき）

専門：Ｘ線解析、材料強度

一言：非破壊検査で、品質管理の高度化を目指します。