Development of Nondestructive Evaluation Technique of Internal Temperature Profile in Heated Materials and its Application to Materials Process Monitoring

本研究は、物体内部の温度プロファイルを計測・モニタリングするための新しい非破壊評価手法を開発・実用化するとともに、この手法を高温場の材料加工プロセスに適用し、その有効性を実証することを目的として行われた。3年間の研究により得られた主な成果は次のとおりである。1.温度プロファイルの定量的評価のための超音波逆解析手法の開発研究代表者らがこれまでに培ってきた高温超音波計測技術をベースとして、これに逆問題解析手法を効果的に組み合わせることで、物体内部の温度分布を定量的かつリアルタイムでモニタリングする新しい手法を開発した。2.検証実験開発した手法をダイカストなどの高温加工プロセスに使用されるSKD鋼の加熱・冷却実験に適用し、その有効性を実証した。3.バッファーロッド法の開発開発した超音波法の実用化を想定して、高温場でのロバスト計測に最適な超音波バッファーロッドを用いた簡便な温度分布モニタリング手法を開発した。4.表面温度分布モニタリングに対する非接触計測手法の適用本研究で開発した手法の実用化には、非接触超音波計測法の援用が極めて効果的であると考えられる。そこで、(i)レーザー干渉超音波計測システム、(ii)レーザードップラ式非接触振動計、(iii)空気超音波法、の3者の活用について理論的、実験的に検討した。5.低融点合金の凝固モニタリングへの適用これまでの研究により開発した超音波法援用逆問題解析手法を、低融点合金の凝固プロセスに適用し、その有用性の実証を試みた。6.レーザー超音波による非接触温度モニタリング法の創成上述の手法の実用化への方策の一つとして、レーザー超音波法を駆使した非接触温度モニタリングの活用について検討し、鋼やアルミニウムの加熱実験によりその有用性を実証した。

本研究は、物体内部の温度プロファイルを計測・モニタリングするための新しい非破壊評価手法を開発・実用化するとともに、この手法を高温場の材料加工プロセスに適用し、その有効性を実証することを目的として行われた。3年間の研究により得られた主な成果は次のとおりである。1.温度プロファイルの定量的評価のための超音波逆解析手法の開発研究代表者らがこれまでに培ってきた高温超音波計測技術をベースとして、これに逆問題解析手法を効果的に組み合わせることで、物体内部の温度分布を定量的かつリアルタイムでモニタリングする新しい手法を開発した。2.検証実験開発した手法をダイカストなどの高温加工プロセスに使用されるSKD鋼の加熱・冷却実験に適用し、その有効性を実証した。3.バッファーロッド法の開発開発した超音波法の実用化を想定して、高温場でのロバスト計測に最適な超音波バッファーロッドを用いた簡便な温度分布モニタリング手法を開発した。4.表面温度分布モニタリングに対する非接触計測手法の適用本研究で開発した手法の実用化には、非接触超音波計測法の援用が極めて効果的であると考えられる。そこで、(i)レーザー干渉超音波計測システム、(ii)レーザードップラ式非接触振動計、(iii)空気超音波法、の3者の活用について理論的、実験的に検討した。5.低融点合金の凝固モニタリングへの適用これまでの研究により開発した超音波法援用逆問題解析手法を、低融点合金の凝固プロセスに適用し、その有用性の実証を試みた。6.レーザー超音波による非接触温度モニタリング法の創成上述の手法の実用化への方策の一つとして、レーザー超音波法を駆使した非接触温度モニタリングの活用について検討し、鋼やアルミニウムの加熱実験によりその有用性を実証した。