発明の詳細な説明【技術分野】 【０００１】 本発明は、超音波疲労試験による鋼材中の最大介在物径の予測方法に関する。 続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】 【０００２】 軸受鋼等に供される高強度鋼では、鋼中に不可避的に含まれる非金属介在物を応力集中源とした疲労破壊を生じる場合がある。鋼中の介在物とは、主として鋼の製造工程で不可避的に生成され、除去されずに残ったものである。そして鋼の高清浄度化を担保するため、前述のような鋼中に存在する介在物の含有状況を精度よく評価する技術が望まれている。 【０００３】 鋼中の介在物を評価する方法としては、様々な方法が提案されており、光学顕微鏡での観察と極値統計法を組み合わせた方法を用いて基準体積内の最大介在物径を予測する手法（例えば、非特許文献１参照）や、水素を侵入させた金属材料製の疲労試験片を用いてサーボ式疲労試験機で疲労破断させて起点となった介在物を観察し、それをもとに予測する方法（例えば、特許文献１参照）、さらには、超音波疲労試験を利用して介在物起点の破壊を生じさせてそれを観察することによる予測方法（例えば、特許文献２～４参照）などがある。 【０００４】 ところで、鋼中に比較的大型の介在物が存在する頻度は低いため、鋼中に比較的大型の介在物が実際に含有されていた場合であっても、少量の試験片で清浄度を評価した場合は介在物が含まれにくいこととなって適切な評価ができず、その評価量よりも大きな体積を有する実部品が想定よりも短寿命で破損（短寿命はく離）に至る場合がありえる。軸受の短寿命はく離を抑制するためには、鋼中に比較的低頻度で存在する大型介在物の大きさを低減することが有効であるが、その前提としては大型介在物の存在を正しく捕捉し、鋼の状態を適切に評価しておくことが重要となる。 【０００５】 しかしながら、光学顕微鏡での介在物観察に基づき極値統計法を利用して評価する方法（検鏡極値統計法）は二次元観察による評価方法であるため、それを観察範囲の介在物の平均厚みを考慮して評価体積に換算したとしても微少な量に過ぎず、したがって短寿命はく離を引き起こす比較的大型の介在物を見つけ出せる確率はごく低く、そのうえコストもかかる方法であった。 【０００６】 比較的大型の介在物を正しく評価するためには、試験片の危険体積内に大型の介在物が内包される確率を高くするために、試験片の危険体積を大きくとることが必要である。なお、危険体積とは試験片１本あたりの評価対象部位の体積を指す。そして、危険体積の大きい試験片を評価することが可能な試験方法として、油圧式のサーボ式疲労試験法が知られる。しかしながら、当該試験機の応力負荷の繰り返し速度は２０Ｈｚ～１０００Ｈｚ程度に過ぎず、繰り返し速度が遅いために、試験片の破断には長時間を要してしまう。 【０００７】 これに対して、超音波疲労試験機を用いた方法は、応力負荷の繰り返し速度が２００００Ｈｚであり、繰り返し速度が非常に速いために、試験片の破断に要する時間を１０分以下に短縮することができる。 【０００８】 しかしながら、特許文献２～４に示された超音波疲労試験片は、その危険体積が総じて小さいものに限定されている。例えば、特許文献２では１４．１４ｍｍ 3 、特許文献３では３３ｍｍ 3 、特許文献４では４８．４ｍｍ 3 であり、危険体積がこの程度のサイズしかない超音波疲労試験片では、鋼中に低頻度で存在する大型の非金属介在物を評価することが困難である。 一方、特許文献５では、危険体積を４００ｍｍ ３ 以上とした大型の試験片が示されている。 【先行技術文献】 【特許文献】 【０００９】 特開２０１０－２１７０７６号公報 特開２００９－２８１７３８号公報 特許第３９４４５６８号公報 特開２０１２－７３０５９号公報 特開２０２０－３４２９２号公報 【非特許文献】 【００１０】 村上敬宜，「金属疲労 微小欠陥と介在物の影響」，養賢堂Ｐ１１２～１２４，（１９９３）． R.Takahashi；M.Shibuya. The maximum of planar sections of random spheares and its application to metallurgy. Annals of the Institute of Statistical Mathematics, Vol.48, No.1, P.127-144 (1998) R.Takahashi; M.Shibuya. Prediction of maximum size in Wickesell's corpuscle problem. Annals of the Institute of Statistical Mathematics, Vol.50, No.2, P.361-377 (1998) 【発明の概要】 【発明が解決しようとする課題】 （【００１１】以降は省略されています） この特許をJ-PlatPatで参照する
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