超音波を用いた鋳鉄の材料評価に関する基礎的研究

Mg量を変化させることにより球状化率の異なる鋳鉄を作製し、超音波を用いて鋳鉄の材料評価を行った。超音波の送受は直接接触法により行い、接触媒質にはマシン油、探触子には公称周波数5MHzの広帯域縦波垂直探触子を使用した。超音波パルス波形から第1回底面エコーを抽出して、周波数分析を行った。また、鋳鉄の球状化率の測定は画像解析システムを用いて行った。超音波特性を周波数系列で評価する場合、得られた周波数スペクトルを定量的に取り扱う必要があるため、周波数スペクトルを各周波数成分に分離して解析する方法を試みた。さらに、底面エコーの代わりに後方散乱波を用いて周波数スペクトルをガウス関数により近似する方法についても検討した。球状化率及び基地組織を種々変化させた試験片の底面エコーについて周波数分析を行い、それぞれの周波数スペクトルを求めた。その結果、各周波数成分における電圧値と球状化率の関係はほぼ直線で表すことができた。この関係を用いると、任意の球状化率を有する試験体の周波数スペクトルを推定することができるため、実際に得られた周波数スペクトルと推定スペクトルを比較することにより球状化率を推定した。その結果、ほぼ球状化率を推定できた。底面エコーを用いる方法の場合には底面の状態により情報が影響を受けるため、さらに実際的な方法として、後方散乱波を用いる方法を検討した。後方散乱波を周波数分析すると凹凸が激しいため、ガウス関数を用いて平滑化をした。このようにすることによりばらつきの少ない情報が得られ、ガウス関数のピーク値と球状化率の関係を求めておくことにより、底面エコーを用いた場合と同様に球状化率をほぼ推定できた。接合材についても検討した結果、偏析層を有する場合の材料評価の可能性もあることが明らかになった。

Mg量を変化させることにより球状化率の異なる鋳鉄を作製し、超音波を用いて鋳鉄の材料評価を行った。超音波の送受は直接接触法により行い、接触媒質にはマシン油、探触子には公称周波数5MHzの広帯域縦波垂直探触子を使用した。超音波パルス波形から第1回底面エコーを抽出して、周波数分析を行った。また、鋳鉄の球状化率の測定は画像解析システムを用いて行った。超音波特性を周波数系列で評価する場合、得られた周波数スペクトルを定量的に取り扱う必要があるため、周波数スペクトルを各周波数成分に分離して解析する方法を試みた。さらに、底面エコーの代わりに後方散乱波を用いて周波数スペクトルをガウス関数により近似する方法についても検討した。球状化率及び基地組織を種々変化させた試験片の底面エコーについて周波数分析を行い、それぞれの周波数スペクトルを求めた。その結果、各周波数成分における電圧値と球状化率の関係はほぼ直線で表すことができた。この関係を用いると、任意の球状化率を有する試験体の周波数スペクトルを推定することができるため、実際に得られた周波数スペクトルと推定スペクトルを比較することにより球状化率を推定した。その結果、ほぼ球状化率を推定できた。底面エコーを用いる方法の場合には底面の状態により情報が影響を受けるため、さらに実際的な方法として、後方散乱波を用いる方法を検討した。後方散乱波を周波数分析すると凹凸が激しいため、ガウス関数を用いて平滑化をした。このようにすることによりばらつきの少ない情報が得られ、ガウス関数のピーク値と球状化率の関係を求めておくことにより、底面エコーを用いた場合と同様に球状化率をほぼ推定できた。接合材についても検討した結果、偏析層を有する場合の材料評価の可能性もあることが明らかになった。