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[NRIMNews1983-05.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/a04becb6-31e4-4399-a7ec-85d60c390240/download)

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越川 隆光

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[金材技研ニュース 1983 No.5](https://mdr.nims.go.jp/datasets/8bcbfc7d-3f8d-4c5d-8e51-69aa8e9e71e0)

## Fulltext

金属技研ニュース　1983　No.5i①一．ゼEoo一一〇⊂ωE0箏○コーooo－o0＝あ○蜆oo．］o－Eo－ooo］一〇〇〕’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］o〕f←’1金属材料技術研究所期待される非破壊試験技術の進歩材料，構造物の信頼性評価と安全　私たちの身近にある橋，船，航空機，圧力容器などの機械や構造物は，使用中に決して破壊しないように設計し，材料の選択や施工にも充分な注意が払われていることは言うまでもない。ところが現実には破壊事故が発生し，しかも，それらの事故は多くの場合突然やって来る。　歴史的に有名な事故として，第2次世界大戦中・に米国で建造されたリバティー型輸送船の事故がある。同一規格で建造された約1万トンの輸送船4，696隻のうち1，289隻が構造破損事故を起こし，そのうちの233隻は壊滅的破壊であった。中でも約10隻は，静かな海上で突然真二つに割れるという衝撃的な事故であった。　金属材料がこのような破壊をするときには，材料中に破壊の発生点となる欠陥（き裂）が必ず存在している。そのような欠陥の有無は，材料が製造工程あるいは溶接などの組立て工程を経た後で放射線，超音波，電気・磁気的性質などを利用した非破壊試験により材料に損傷を与えることなく調べ，欠陥が発見されると不良品として除去，あるいは補修する。しかし，一般の工業用材料では，これらの検査を通過したものでも長年の使用によって、特に，石油ブラントや原子カプラントなどのように高温，高圧などの過酷な条件下で使用される場合には，経時的に材質の劣化，割れ，腐食などによる欠陥が生じることもある。　一方，材料中の欠陥を起点とする破壊は，欠陥の寸法が大きく先端が鋭いほど，また，材料の強度が高く部材の寸法が大きいほど発生しやすいことが知られている。材料の破壊に対するこれらの因子の作用と相互関係を明らかにする学問が最近十数年の問に急速に発展し，欠陥を含む材料の強度や余寿命を推定することも可能になって来ている。このため，設備の大型化，材料の高強度化，使用条件の過酷化が進む中で，使用中の設備の安全性と信頼性を評価する技術の一つとして，材料中’の欠陥の寸法，形状，位置を非破壊検査により定量的に知ることが極めて重要になっている。　このようなことから，欠陥寸法を高精度で定量的に検出する方法の確立，材質評価に必要な体系的なデータの収集などが強く求められており，これに応えるために当研究所では関連する多くの分野と連繋をはかりつつ，構造材料の欠陥と材質変化の定量的検出，評価方法　写口丈夫な袋も小さな切込み　　　　　　　　　　　　　があると容易に破れる。の研究を進めている。　　　鉄鋼材料も，小さな欠陥　　　　　　　　　　　　　から大きな破壊が発生す　　　　　　　　　　　　　ることカ｛ある。1表面欠陥寸法の定量的検出渦電流法，漏洩磁束法によるアプローチ　溶接構造物等における割れなどの表面欠陥は，応力集中のため材料の強度に大きな影響を与える。したがって，構造物の安全，信頼一陛評価においては，欠陥の寸法，特に割れ深さを正確に知ることが重要で，保守検査の非破壊試験では，欠陥寸法の定量的検出が求められている。　表面欠陥の検出には，一般に磁粉探傷試験や液体浸透試験が用いられている。これらの方法では欠陥の存在は敏感に検出できるが，割れの深．さを知ることができない。表面欠陥の割れ深さを定量的に検出する方法として，渦電流法、漏洩磁束法（欠陥漏洩磁束測定），電気抵抗法，超音波法等が挙げられる。　当研究所では，構造用鋼の欠陥の定量的評価をはかるため，内面欠陥に対して超音波による方法（本ニュース57年9月号参照）および外表面欠陥について渦電流，漏洩磁束法により検討を行ない，欠陥の深さ，幅を推定する方法を得ている。　渦電流試験は，低周波を流したコイルを試験体に近接させ，欠陥により渦電流，更にコイノレインピーダンスが変化するのを利用する。考コイー　　／’二二＼つず懇波　｛作＝：泣く　　・ミミジノノ欠脇函1　渦電流試駁原理♂　　、一9　、匁　＼ふ　　戸、、、1、「8　，1△　、、、　　玲、xio’ヨ7紙抗成分50序㌧　　／　／ノ／／長さの単位は㎜m一2 　一1　　　　　C　　　　　王X1θ…呈　　　　　　　誘導成分欠陥の深さ，幅とコイルのインピーダンス変化（304ステンレス鋼，周波数100肥z）（図1）。言式験によって得られる欠陥の指示は，欠陥寸法，形状材料の導電率，試験薗一コイル間距離等の影響を受ける。欠陥寸法の推定には，試験指示を定量的に検出すること，影響諸因予の寄与を対応づけて表現することが必要であるが，一貰した検討はこれまでほとんどなされていなかった。　当研究所で開発した新方法は，従来の電圧信号指示に代り，マイクロプロセサーを利用してコイルインピーダンス変化値を測定する方式を周いる。また，欠陥によるコイルインピーダンス変化を，試験品，コイル等によって決まる基本的コイルインピーダンス変化によって表示し，これを利用して書1」れの深さ，幅を定最的に求める。　図2は，欠陥によるコイルインピーダンス変化の測定例を示す。割れ深さ，幅が変ったときのコイルインピーダンス変化は，それぞれ材料の導電率，試験面一コイル聞距離によるコイルインピーダンス変化とよく対応づけられることがわかった。導電率などにょるインピーダンス変化は，試験条件コイルによって定まi），その変化を求めておけばこれを基準として欠陥寸法の推定が可能となる。更に多重の閤波数を矛1岬することによ｝），欠陥寸法の推定精度を向上させることができる。　漏洩磁束法は，図3に示すように，強磁性体を磁化し，欠陥部に生じる漏洩磁束を損11定するもので，種々の寸法の欠陥，試験条件について欠陥漏洩磁束の測定を行い，その対応関係を明らかにした。また，欠陥の深さ，幅等を区別して精度よく検出する方式について検討し，複数個の検出素子を組含せる方式が有用であることがわかった。　　　　　　　　　　　　　　欠陥による　　　　　　　　　　　　＼　　　渦1洩磁東図2　　’　／　■’一、、　、　、＿＿＿＿＿’’　　　欠陥　』一一一一一　　　　　　磁化　　　図筥　漏洩磁束法スポヅトニュース　第3元素を添加した　Nb．Sn超電導線材に　　おけるマルテンサイ　　ト変態　近年，高磁界発生用趨斑導線材として実馴ヒされつつあるNb．Snに第3元索を添加して趨電導紳1塗の向上を試みる研究が閥心をもたれるようになった。一方，NもヨSnは極1低温でマルテンサイト変態をすることが鋤られており，これが趨電導特性と密接に関係していると予想される。　当研究所では、Nb茗Snの特性改善に・瀞しい効果のあるTi，Ta，Hf等の添カロがマルテンサイト変態にどのような影響を与えるかを内部摩擦法により調べ，趨篭導特惟との関係を考察した。　NbヨSnにおける内部摩擦は変態がおこると急激に増大し、このことから容易に変態楓度を知ることができる。無添力1］のNbヨSnでは，45K付近で変態が開始するが，鵜3元素を添加していくとこの激度は低淑側に；捌瞭に移行する。これは第3元素添カnによりマルテンサイト変態が抑締一」されることを示し，このことがNbヨSnの1臨界磁弊等の趨電導特性の改善に寄与しているものと考えられる。　　（極低温機総材料研究グループ）錫鉛はんだによるろう接可能なアルミニウム基合金を開発　A1及びその合金の溶接あるいはろう接がほかの金燭に比ぺ作薬的に煩雑になる理繭は，その表I面に生成する酸化皮膜が安定であり，除去しにくいからである。　しかし，本研究所で開発したA映含金は市販のはんだ（Sn－Pbはんだ）を燗い，適常のはんだ付けの要領で簡巣にろう接ができることを特・畏としている。この含金の主体はA1－Pb系であり，Pbの6窺最％以上をA1姥地申に微細にしかも均質に分散させた状態にすること、愛にCuを6重鐙％まで含ませ，はんだのぬれをよくすると共に基地の強化をはかっている。　ところで，A1とPbは，単に溶かした状態では水と油のように2液禍に分雛してしまい，それを鋳込んでもA1哨11に重いPbが沈降して漉ざり含わない。当研究所では土勾質化をはかるため，アーク溶解によって2液相分離■域よりも更に商槻の均一液相状態にまで加熱した溶湯を，0～5℃に冷した金！型に霜、速に鋳込むことにより，均質な鋳物を得ることができた。本含金は鋳物あるいは腿伸材のいずれの状態においてもはんだによるろう接ができる。　　　（機能材料併究部）金属間化合物TiAlの延性を向上　チタン原二r・とアルミニウム原子カ｛1　：ユの」七で繊成される金属糊化含物TiAlは軽1縦（比璽3．6）にして縞溢、し強度が大きく（800℃における而寸力約40kgf／mm2），航空機などのエンジン用材料を膚召発するための理想自勺な素材で’あるといえる。．しかしT…A1合金は商椴塑性力■］エカ｛困難であること，靱惟が乏しいことから現在まで実11憎化されていない。　当研究所では巖延榊こ竃む金属を媒体としてTiA1粒子を接含することによりTi州含金の欠．叙を晩服するとともにその長・所を生かすことを考え，TiA湘と共存し得る金燭元素を探．祷した。その締梁，銀が目自勺に合った元素であることカ｛辛1j明した。　10重競％継度の鍍を含むTiA1含金では，銚圃溶体がTiA1の粒界に・集まる。これによリTiA1梱同志の粒弊が消失しTiA1含金の延惟は向上する。一方700℃穫度までの猟度では，銀添加による強度低下はわずかである。（金属物理研究都）連続製鋼プラントの委託開発成功す　当研究所が闘発した連続製鋼技術の応用技術として，新技術闘発塾薬蘭カ｛三襲重工薬㈱に渕発を委言モした「1自動箪スクラップを原料とする連統’製鋼披術」はこのほど闘発研究を終了し，成功認定を受けるに至った。実験プラントは月産10，000トン規模で操業実験を統けていたものであるが，初期の目標である24時1’召≡1連続操薬を葵硯し，’災には48時閑連統主巣薬によって微薬の安定彬、識燥単位の把機を行い，坐産機としての実証を行つた。　本プロセスは連統法のメリットを生かして坐産性1まll．．ヒ，省力化，低公奮化等の特・墜を有するほか，縄弧炉を用いる従来法と蝉なリ，エネルギー漁を石炭に紐換し電力に煩らない’製鋼法という一点にも大きな特一蔓を有している。生産コストも火11」1な低滅が予測されており，今回の成功によって，本技術はスクラップを1累料とする製鋼技術の変1蝉・＝に大きなインパクトを与えるものと劣’えられる。疲れデータシー一ト資料2刊行　当亜滑究所で一は，系統自勺な言式験により爽用金属材料の疲れ特性を明らかにし、テLタシートとして公表しているが，データシートのより効果自勺な牙岬を蕎’トる目…1勺で’金材披研疲れデータシート資料2r溶残構遭月ヨ商張カ鋼溶接継乎の疲れ瀞命特性」を58年2月25日付で刊行した。　これは雌二1：」」のJISSM50B，J互SSM58Q及びHT80釜1謁の溶接継乎の疲れ蒋命特性のデータシートをとりまとめたもので，現1時、点で妥当と一留、われる統蕎十処理などを行い，材種，継季形武，溶接法，板厚などの種獺別にS－N線を示し，欄互の疲れ寿命一特燃が蛇j咬で’きるようにしている。また，疲れ瀞命特性と溶接継手の疲れ強さ低下要因として注冒されている余盛．丘．ヒ端部の幾何学的形状、工作言呉差の一種である角変形などとの関連も捷示している。　　　　　　　　　　（疲れ喬式験部）金材技研の印象北京鋼鉄学院講師　　　　　　姜　鈎普　私にとって共同研究に参加するために外国に行くのは今回が初めてです。最初の訪問国が友好的な隣国，日本であり，また最初に共同研究を行う研究所が世界的に有名な冶金研究所である金材技研であったのは幸運でした。　2ヶ月以上の間，私は数回の共同実験に参加し，その実験は円滑に遂行されました。一方、私は数回にわたる有意義で実り多い討論にも参加しました。私はこの間，金材技研，特に私が滞在した工業化研究部に深い印象を受けました。　その第一は優秀な実験組織です。各実験について，実験目的，条件，操業手川員，メンバーの役害1」がすべて安全性も含めて実験計画で明確に決定されていました。実験中，メンバー全員は秋序正しく各自の分担を忠実にまた巧みに遂行し，その結果実験計画に従った数多くの実験データが得られました。私はこのような乾式冶金実験は高い水準にあると信じます。　金材技研で私が深い印象を受けたことの一つは多くの独自の研究成果が上っていることです。連続製鋼および溶銑予備処理プロセス，超電導材料，ロケット用耐熱合金，原子炉用特殊合金……をみると，これらすべての新プロセス，新材料は日本だけでなく全人類の財産だと思います。　私にとっては金材技研の良い職場環境もまた印象的でした。すべての研究者たちは各自の専門分野に精通しているだけでなく，お互いに共同研究をうまく行っています。昼休みには構内で様々なスポーツなどが行われています。研究所全体に活動的な雰囲気が満ち満ちているのが感じとれました。　最後に，私はこの誌面をお借りして，大変御世話になった所長　中川龍一博士，工業化研究部長　吉松史朗博士に感謝したいと思います。両氏は私の仕事の面ばかりでなく，毎日の生活さらに観光にっいても酉己慮して下さいました。また私は友好的で心のこもったもてなしを受けた日本の同僚たちの御親切にも深謝します。私は将来にわたって両国の冶金研究者と人民間の友情がより深く深く発展することを心から希望するとともにきっとそうなることを確信しています。〔特許紹介〕　　　　　　　　電気接点材料　　発明者　佐藤充典，土方政行，前田弘　　公告昭和56年6月3日昭56－024023号　　特　許　昭和57年10月15日　第1116431号　この発明は，内部酸化によるAg一酸化物系の電気接点合金に関するものである。現在，Ag－CdO合金が接点材料として広く用いられているが，さらに接点性能をlll」上させて接点の寸法を小さくする要望と，Cdの人体への彬響が問題視されることから，Cdを含まないAg一酸化物系接、由1の開発が必要とされている。Ag一酸化物系接点には，耐溶着性，耐消耗性，接触祇抗の安定性のほかに耐アーク性が要求され，これらの特性は酸化物の種類とその分散状態に支配される。このような条件を考慮すると，Zn，Sn，Inなどの酸化物がAg地中に均一に分散すれば，その合金はすぐれた接点性能を示すことが期待される。しかし，これらの元素とAgとを組合わせた合金を内部酸化させた試料は，広い組成範囲にわたってAg地中に酸化物が分散する組織が得られず，針状，層状あるいは粒界に酸化物が析出し，要求される接点性能を発揮し得ない。　本発明では，Ag－Zn，Ag－Zn－Sn，Ag－Zn－Sn－Inの各系に，Te，CuあるいはLiを少量含有させたAg基合金を内部酸化させることによって，合金元素の酸化物をAg地中に均一微細に分散析出させることに成功した。本系合金は、使用目的に応じて最適な組成と内部酸化条件を選ぷことによって優れた接点性能を示し，電磁開閉器，工業用及ぴ家電用開閉器一般への使用が有望である。◆短　信◆○人ウ異助　昭和58年4月1日付　併任解除　溶接研究部長　中川龍一　　　　　　　　　　　　（金属材料技術研究所長）　採　　用　溶接研究部長　中村治方■受　賞（社）目本鉄鋼協会西山記念賞　強力材料研究部　河部義邦は．「超強力鋼の強靱性向上に関する研究」に対し昭和58年4月2日賞を受けた血（社）目本金眉学会功続賞　機能材料研究部　天野宗幸は，「金属中の水素の挙動に関する研究」に対し昭和58年4月2日賞を受け㍍研究功細者表形　金属加工研究部長　小口醇は，「側圧付加押出し加工法に関する研究」に対し昭和58年4月22日科学技術庁長官より表彰を受’けた。■海外出張所長　中川欄一　「第2回日仏科学技術シンポジウム」に出席並びに研究調査及び視察のため，昭和58年4月25日から昭和58年5月1日までフランス国へ出張した。　　　　　　　通巻　第293号編集兼発行人　　越川隆光印　刷株式会社三興印刷　　　　　　東京都新宿区信濃町12　　　　　　電話東京（03）359－3811（代表）発行所科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　東京都目黒区中目黒2丁目3番12号　　　　　　　電話　東京（03〕719－2271（代表）　　　　　　　郵便番号　153