No.35微小部測定システム・大型構造物測定用応力ヘッド（残留応力測定システム）

平成29年度地域新成長産業創出促進事業導入機器編

企業の方の主な利用用途は、鉄系やステンレス系材料の残留応力評価です。加工条件や熱処理条件による残留応力の変化を知りたいといった利用依頼が多く、曲面部やねじ部の測定の相談にも対応しています。 さらに、本装置の拡張機能として、熱処理における残留オーステナイト（焼入れ後、常温まで冷やした鋼中に残る未変態のオーステナイト※）も測定することができます。最近では、この残留オーステナイトの測定をしたいといった相談もありました。 依頼者の内訳は自動車部品メーカーや岐阜県の地場産業である刃物メーカーなど様々です。 ※オーステナイト…鋼を高温に加熱した時に得られる組織。

鉄鋼材料中の残留オーステナイトは不安定な組織であるため、長時間をかけて他の組織に変化することから、寸法変化（体積膨張）や、それに付随する割れなどの問題が生じます。 そこで、熱処理後の残留オーステナイトを既存設備の走査型電子顕微鏡に付属する電子線後方散乱回折法（EBSD）と比較検討したことがあります。 この結果、残留オーステナイトの量に差が見られました。EBSDの測定は、試料断面において内部の数百μmの範囲を観察したのに対し、微小部測定システムは試料表面から深さ数μm程度をΦ1mmの範囲で測定したことから、異なる結果になったと考えられます。 今後、微小部測定システムで用いるX線の焦点を絞り、EBSDで測定した断面の応力分布を調べて比較したいと考えています。EBSDによる測定は試料作りが非常に難しく、利用料金も高価な部類に入ります。 これに対し、X線を用いた微小部測定システムは、試料調整が一切いらず、そのまま簡単に測定することができます。利用料金も安価で手軽に利用できますので、この用途でも是非ご利用下さい。

残留応力の深さ方向の分布を調べてみたいと思います。ショットピーニングでは、表面から内部に向かっての圧縮応力の分布が重要となります。これを把握するために、電解研磨で金属表面を少し溶かして残留応力を測定する、ということを繰り返して内部の応力分布を測定します。 金型等の表面処理として利用される窒化やショットピーニングの効果が、使用によりどのように低下していくのか、といった耐久性についても処理層の残留応力を測ることによって評価できるのではと考えており、このような研究等に活用できたらと思っております。