JPH021547A - 金属薄板の深絞り性評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は低炭素冷延鋼板等の圧延された金属薄板の深絞
り性を評価する方法に関する。

〔従来技術〕

自動車、家電製品等の製品の外装に用いられる冷延鋼板
は一般に、プレス成形によって深絞り加工が施されるた
めその加工性、特に深絞り性が重要視されているが、深
絞り性は鋼板が伸ばされたときに生じる板幅方向の歪み
と板厚方向の歪みとの比、所謂塑性歪み比（ランクフォ
ード値又はｒ値ともいう）によって評価されている。

深絞り性を評価するための塑性歪み比を求める方法とし
ては、例えば引張り試験を行って塑性歪み比を直接的に
求める直接法が用いられている。

直接法による場合は鋼板から引張り試験片を採取し、引
張り試験片に対して１５〜２０％の伸びを与える単軸引
張り試験を行い、それによって生じた板幅方向の歪みと
板厚方向の歪みとを実測することによって塑性歪み比（
ｒ　＝　ｉ　ｎ（Ｗ／Ｗｏ）／　ｌ　ｎ（を八。）。

Ｗ、Ｗ。、　ｔ、　ｔｏ：引き伸し前後の試験片の板巾
、板厚）を直接的に求める。なお実際に用いられる塑性
歪み比としては、次式によって与えられる面内平均値７
が採用される。

ｒ＝（ｒｏ・　＋２ｒ４．・　＋ｒ、。・　）／４　・
・・（１）但し、ｒｏ・　：圧延方向に沿って採取した
引張り試験片による塑性歪み比 「４５・　：圧延方向に対して４５°方向に採取した引
張り試験片による塑性 歪み比 ｒ、。・　：圧延方向に対して直交する方向に採取した
引張り試験片による 塑性歪み比 かかる塑性歪み比の面内平均値下は、それが大きいと深
絞り性が高くなって深絞り性を評価する上での指標とな
るが、次式によって与えられる塑性歪み比の面内方位差
Δｒは、耳割れの発生し易さの指標となる。

Δｒ　＝（ｒｏ、２　ｒ４ｓ、＋　ｒｑ。、）／２　・
・・（２）また、所定の大きさのサンプルを共振させる
ことによって求めたヤング率から塑性歪み比を推定する
共振法も用いられる。共振法による場合は、先ず鋼板か
ら所定の大きさのサンプルを圧延方向と、圧延方向に対
して４５°だけ傾斜する方向と、圧延方向に対して直交
する方向との３方向に分けて複数個採取し、これらサン
プルに対して電磁誘導にて磁気歪みを与えてこれを共振
させる。そして共振するサンプルの共振周波数を電磁誘
導にて求め、共振周波数より各サンプルのヤング率を求
める。

そして下記（３）式、（４）式にて与えられる平均ヤン
グ率■及びその方位差ＡＥを求める。

１＝（■。、　＋２Ｅ４ｓ、＋Ｅ９゜、）／４　・・・
（３）τＥ＝　（Ｅｏ、２　Ｅｎｓ、＋Ｅｑｏ、）　／
　２　　・・・（４）但し、πｏ、：圧延方向に沿って
採取したサンプルのヤング率の平均値 π４５・　：圧延方向に対して４５°方向に採取したサ
ンプルのヤング率の平 均値 ■、。・　：圧延方向に対して直交する方向に採取した
サンプルのヤング率 の平均値 Ｅ、ＡＥは塑性歪み比の面内平均値下１面内方位差Δｒ
との間で一定の相関関係があるため、この相関関係に基
づいて塑性歪み比の面内平均値７゜面内方位差Δｒを求
める。

また、ＸｙＡ回折によって特定結晶方位によって進路変
更されるＸ線の強度から塑性歪み比を求めるＸ線法も用
いられる。Ｘ線法による場合は鋼板から試験片、サンプ
ル等を採取せず、鋼板に直接Ｘ線を照射する。このＸ線
は試料に特定な結晶面にて回折されるが、その回折によ
り進路変更されてくるＸ線の強度を測定することによっ
て試料の集合組織を推定し、それによって塑性歪み比を
導き出す。従ってＸ線法は、前述の直接法、共振法等と
異なって非破壊測定による評価が可能であるという利点
がある。

更に、Ｘ線法と同様に非破壊測定による評価方法として
、超音波探傷法を利用した方法がある。

具体的には試料としての前記鋼板の所定方向へ超音波板
波を伝播させてその鋼中伝播速度を所定の計測手段によ
って求め、その結果を用いて、例えば塑性歪み比を導き
出す方法である（特開昭５７−６６３５５号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしこのような塑性歪み比を求めて深絞り性を評価す
る方法゛にあっては、例えば直接法による場合は引張り
試験片の採取及び歪みの実測に多大な時間及び労力がか
かり、また共振法による場合もサンプル採取に伴う作業
効率の低下は避けられない等の問題点があった。しかも
上述の方法はいずれも原理的に破壊測定が必要となるた
め、オンライン的な評価方法としては適切な方法である
とはいい難かった。一方、Ｘ線法による場合は、非破壊
測定による評価が可能となってオンライン的に適切な評
価方法であるが、使用する装置がかなり大掛かりなもの
となって経費が嵩む上、塑性歪み比の測定精度を一定の
水準に保つためには１０秒／同程度の間隔にて塑性歪み
比を求める必要があってオンライン的な評価方法として
はやはり不満が残るという問題点があった。更に前記超
音波探傷法による場合は、超音波板波を銅板の所定方向
へ伝播させることにより、その所定方向における塑性歪
み比を求めるものであるため、任意に深絞り性を評価す
る方法としてはやはり難点があった。

そこで、本発明者等はオンライン的な深絞り性の評価が
可能な実用的方法として、鋼板の板厚方向へ伝播する超
音波板波の縦波及び２種類の横波の各伝播時間を測定し
、その測定結果から縦波と横波との速度比を求め、これ
ら速度比から塑性歪み比を求める方法を提案した（特願
昭６２−２３８１８３号）。

かかる方法においては鋼板の結晶方位分布を考慮してい
るために任意な深絞り性の評価が可能となるが、該方法
においても解決すべき問題がないではなく、試料の板厚
が例えば９．５　ｎｕｎ以下と極めて薄い場合に超音波
の底面エコーの分離が困難になるという実用上の問題が
あった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、従来
の直接法、共振法等と異なってオンライン的な評価方法
として適切な非破壊測定による評価が可能であり、また
従来のＸ線法に比しては簡易且つ迅速に塑性歪み比を求
めることができ、更にメッキ金属薄板についても塑性歪
み比を求めることが出来、従来の超音波探傷法を利用し
た方法に比してより実用的で、しかも広範囲の金属薄板
に適用可能な深絞り性評価方法を提供するごとを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る金属薄板の深絞り性評価方法は、圧延され
た金属薄板中に３０モードの超音波板波を圧延方向と圧
延方向に対して４５°だけ傾斜する方向と圧延方向に対
して直交する方向との３方向に一定距離だけ伝播させ、
その各伝播時間を測定し、その測定値を用いて金属薄板
の主要結晶方位を評価する量を導出することにより塑性
歪み比の面内平均値及び面内方位差を演算し、またこの
演算に際しては金属薄板の板厚情報による補正を行い、
更にメッキ金属薄板に対してはメッキ厚さに基く伝播時
間の補正を行って、塑性歪み比の面内平均値１面内方位
差を演算する。

〔作用〕

かかる本発明方法は、従来の直接法、共振法等と比較し
た場合、金属薄板から試験片、サンプル等を採取するこ
となく、金属薄板に直接超音波を伝播させることによっ
て塑性歪み比を求めることとしているため、オンライン
的な評価方法として適切な非破壊測定による評価が可能
となる。また従来のＸ線法と比較した場合、使用する装
置が簡易なもので済む上、短い間隔にて塑性歪み比を求
めてもその測定精度を一定の水準に保つことができ、簡
易且つ迅速に塑性歪み比を求めることができる。更に従
来の超音波探傷法を利用した方法と比較した場合、金属
薄板の結晶方位分布関数を導入して塑性歪み比を求めて
いるため、正確で直接的な評価量として深絞り性の評価
が可能となる上、上述の如く求められた塑性歪み比は金
属薄板の板厚情報によって補正されるため、その板厚変
動による影響が抑えられる。またメッキ金属薄板におい
てはメッキ厚さの変動に基く音速変化による伝播時間変
化の補正を行うことによりメッキ金属薄板についても適
用が可能となる。

〔実施例１〕 以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明方法の実施に使用する装置の要部のブロ
ック図であり、図中１０は、Ｓ０モードの超音波板波を
送受するセンサ部を示している。第２図は超音波板波の
モードを示すグラフであり、横軸に〔周波数×板厚〕を
とり、また縦軸に〔位相速度〕をとって示してあり、試
料である冷延鋼＋ｆｆ１Ｓ（以下単に試料Ｓという）の
板厚に対して十分に低い周波数を有し、速度分散性の少
ないＳ０モードの超音波板波はグラフ中の○印で囲んだ
領域である。センサ部１０は第３図及び第４図に示す如
く、試料Ｓの圧延方向へ一定距離したけ伝播する前記超
音波板波を送受するために試料Ｓに配置せしめられる圧
延方向伝播板波探触子１１と、試料Ｓの圧延方向に対し
て４５°だけ傾斜する方向へ一定距離したけ伝播する超
音波板波を送受するために試料Ｓに配置せしめられる圧
延４５°方向伝播板波探触子１２と、試料Ｓの圧延方向
に対して直交する方向へ一定距離■７だけ伝播する超音
波板波を送受するために試料Ｓに配置せしめられる圧延
直交方向伝播板波探触子１３とからなっている。

圧延方向伝播板波探触子１１は、具体的には第３図に示
す如く、超音波板波を送受する送信子１１ａとそれを受
信する受信子１１ｂとがその相互離隔距離が一定距離り
となるように距離固定軸１１ｃにて連結された構造とな
っており、送信子１１ａ及び受信子１１ｂが試料Ｓに配
置せしめられるようになっ一ζいる。、また圧延４５°
方向伝播板波探触子１２及び圧延直交方向伝播板波探触
子１３も、圧延方向伝播板波探触子１１の構造と同様の
構造となっていて各送信子１２ａ、１３ａ及び各受信子
１２ｂ、　１３ｂが試料Ｓに配置せしめられるようにな
っている。そしてこれらの探触子１１．１２．１３は、
第４図に示す如く、試料Ｓ上にその圧延方向に対する角
度が夫々所定角度（探触子１１は０°、探触子１２は４
５°、探触子１３は９０°）となるように配置される。

なお、各探触子１１．１２．１３の距離固定軸が相互干
渉するのを回避するためにはその高さを相互に異ならせ
るとよい。

或いは別の固定方法を用いてもよい。

また上記探触子としては電磁超音波を発生する送受信子
を用いても良い。

各探触子１１，１２．１３は、パルサ及びレシーバ（例
えば探触子１１に関していえば第３図に示す如きバルサ
２１ａ及びレシーバ２１ｂ）を備える超音波探傷器２１
．２２．２３に夫々接続されており、また超音波探傷器
２１．２２．２３は伝播時間測定器３１，３２．３３に
夫々接続されている。そして伝播時間測定器３１．３２
．３３においては、超音波探傷器２１．２２．２３で個
々に得られる超音波波形から、前記３種類の超音波板波
が一定距離したけ伝播するのに要する伝播時間Ｔ０．。

７４５６　、　Ｔ９゜、が個々に測定される。かくして
測定される伝播時間Ｔ０・、Ｔ４５・、Ｔ、。・に関す
るデータは演算器４０へ入力される。そして演算器４０
はそれらのデータを用いて試料Ｓの結晶方位分布関数の
展開係数Ｗ４゜。、Ｗ４４゜を求める。そして上述の如
く求められた展開係数Ｗ４゜。、Ｗ４４゜に関するデー
タは換算器５０へ人力され、換算器５０はそのデータを
用いて塑性歪み比の面内平均値ｒ及び面内方位差Δｒを
換算する。換算器５０にて求められた結果は表示器６０
に表示されるようになっている。

次に、前記演算器４０にて行われる演算及び前記換算器
′５０にて行われる換算の根拠となる考え方について説
明する。

先ず、試料Ｓの結晶方位分布を考えるに、その結晶方位
分布関数Ｆ（ξ、ψ、φ）は次式にて表される。

・・・（５） 但し、ξ、ψ、φ：結晶軸と試料に固定した軸との間の
関係を示すオイラ 一角 Ｚい、：展開関数 Ｗｌｆｆｉｎ：展開係数 そして試料Ｓが立方晶の結晶からなる直交異方性を持つ
斜方晶系とすると、試料Ａの板厚に対して十分に低い（
板厚に対して音速の分散性がない）周波数のＳ。モード
の超音波板波の速度は次式にて計算される。

但し、Ｖ３（θ）：５０モードの超音波１反波の速度ρ
　：試料Ａの密度 μ、λ：ラメの定数 Ｃ：弾性定数 θ　：超音波板波の伝播方向と圧延方向とがなす角度 そして ・・・（８） Ｔｏ、　　　　Ｔ、Ｓ、　　　　Ｔ、＋、−そして、前
記展開係数Ｗ４゜。と塑性歪み比の面内平均値下とは例
えば第５図に示す如く一定の相関関係を示し、かかる相
関関係に基づき、展開係前記（６）式は次式の如く変形
される。

（４）式、（５）式中に表れる展開係数Ｗ４゜Ｏ＋　Ｗ
４４０は、前記演算器４０にて演算した（ｔ／Ｔ、・　
＋２／　Ｔ　ａ５−　＋　１　／　’Ｔ’　ｑｏ、）及
び（１／Ｔ、、　−２／Ｔａｓ・＋ｔ　／Ｔｑ。・）の
値との間で、例えば下記（８）式、（９）式に示す如く
１次対応の関係があり、その関係を用いると前記展開係
数Ｗ４０＋１　＋　Ｗａ４ｏは容易に演算される。なお
かかる演算は演算器４０にて行なわれる。

数Ｗ４゜。から塑性歪み比の面内平均値７が換算される
。物理的にはこのＷ４゜０は、集合組織の主要方位成分
の体゛積分率に対応するもので、Ｈ１ｌｉ集合Ｍｉ織が
支配的な冷延鋼板では（１１１１面の体積分率に対応し
、即ちｒ値に対応することとなる。

また前記展開係数Ｗ４４゜と塑性歪み比の面内方位差Δ
ｒとは例えば第６図に示す如く一定の相関関係を示し、
ゆ）かる相関関係に基づき、展開係数Ｗ　Ａ　４０から
塑性歪み比の面内方位差Δｒが換算される。

なおかかる換算は換算器５０にて行われる。

また、測定値Ｔ。、Ｔ４１．　Ｔ９．より伝播距離りを
用イテＶ　ｓ　（０）”、　Ｖ　ｓ　（４５）”、　Ｖ
　ｓ　（９０）”を演算し、それらの値と（４）式を用
いて次式の如＜　Ｗａｏｏ＋Ｗａａ。

を求めてもよい。

・・・θ０） Ｊｂ かくして試料Ｓ、即ち金属薄板の塑性歪み比の面内平均
値下及び面内方位差Δｒを求め、その金属薄板の深絞り
性を評価する場合は、金属薄板から試験片、サンプル等
を採取することな（、金属薄（反に直接超音波を伝播さ
せることによって塑性歪み比を求めることとしているた
め、オンライン的な評価方法として適切な非破壊測定に
よる評価が可能となる。また使用する装置がＸ線装置等
と異なって簡易な超音疲装置で済む上、短い間隔（・列
えば１秒／回）にて塑性歪み比を求めてもその測定精度
を一定の水準に保つことができ、簡易訃つ迅速に塑性歪
み比を求めることができる。更に金属薄板の結晶方位分
布関係を導入して塑性歪み比を求めているため、任意な
深絞り性の評価が可能となる上、金属薄板の板厚に対し
て十分に低い周波数で発生させた速度分散性の少ないＳ
０モ・・・（ＩＩ） 一ドの超音波板波を用いるため、超音波の底面エコー等
が問題となることはない。

次に、実施例１の方法を用いて得た測定結果について例
示する。第７図は横軸に試料のトップからの距離をとり
縦軸に塑性歪み比の面内平均値７をとって咳面内平均値
７の測定値の分布を示したグラフであるが、図より本発
明方法を用いて塑性歪み比のオンライン測定が円滑に行
えることが分かる。

なお、実施例１の方法を実施するにあたって、前記送受
信子の試料に対する位置決め及び相互間の位置決めを行
うのに、一対の送受信子を距離固定軸にて連結した前記
探触子１１．１２．１３に替え、第８図に示す如くホル
ダ１４ａに設けた一対の倣いローラ１４ｂ、　１４ｂ間
の適宜位置に全ての送受信子１１ａ。

１１ｂ、　１２ａ、　１２ｂ、　１３ａ、　１３ｂを配
置してなる探触子１４を用い、試料をローラ１４ｂ、　
１４ｂに倣わせつつ送受信子１１ａ、　ｌｌｂ、　１２
ａ＋　１２ｂ、　１３ａ、　１３ｂ上を摺動させること
とすれば、その位置決め操作が容易となる。

なお、ここで用いる送受信子として電磁超音波を発生す
るものを用いることができる。第９図はその送受信子の
構造を示した説明図であり、この送受信子は磁石７０に
プローブコイル７１が重なった構造となっており、プロ
ーブコイル７１にパルサ７２よりパルス電流が印加され
ると薄板表面に誘電電流が誘発され、この誘電電流と磁
石より発生する磁場との相互作用によりローレンツ力が
発生する。

プローブコイル７１はその流れる電流が発生させる板波
の波長を％毎に向きが変わるようになっており、前記ロ
ーレンツ力は結局、半波長毎に力の向きを１８０　’変
えて発生するため、この力により所定の波長の板波が発
生する。発生した板波は薄板中を伝播した後、受信側プ
ローブコイル７１によって同様の原理によって電気信号
に変換された後、プリアンプ７３で増幅し、フィルタ７
４で所定の形に整形し、更にメインアンプ７５で増幅し
た後、時間測定器３１でその伝播時間が測定される。

〔実施例２〕 第１０図は本発明の他の実施例に使用する装置の要部の
構成を示すブロック図であり、この実施例にあっては演
算器４０に板厚情報出力装置３４から鋼板ＳのＦｉ厚情
報に関するデータＤ、及び探傷周波数情報゛出力装置３
５から探傷周波数情報に関するデータｆも入力するよう
にしである。他の構成は第１〜４図に示す実施例と実質
的に同じであり、対応する部分には同じ番号を付して説
明を省略する。

而してこのような実施例にあっては、第１〜４図に示す
実施例についての説明中の（６）式に対応する式は下記
（１２）式の如くになる。即ち、試料Ｓが立方晶の結晶
からなる直交異方性を持つ斜方晶系として、Ｓ０モード
の超音波板波が角度θ（圧延方向に対する角度）方向へ
伝播する速度■（０）は、速度分散を考慮した次式を用
いて計算できる。

（以下余白） μ：ラメの定数 ：試料Ｓの密度 ：探傷周波数 ：試料Ｓの板厚の半分 但し、 １６λ　（λ十μ） ８゛３＋　い＋２＃）・ ４μ（λ十μ） λ＋２μ Ｃ：Ｊｌｏ ４Ｊ２π２ かかる（１３）式、０４式による展開係数Ｗ４゜。、Ｗ
４４゜の演算には上述の如（試料Ｓの板厚情報り力く用
し）られるため、その板厚変動による影響力く抑えられ
る。

そして、前記展開係数Ｗ４゜Ｏと塑性歪み比の面内平均
値下とは一定の相関関係を示し、この相関関係に基づき
展開係数Ｗ４゜。力１ら塑性歪み比の面内平均値下が換
算できる。また前言己展開係数Ｃ：弾性定数 Ｗ４００＋Ｗ４２Ｇ＋Ｗ４４０　　：試料Ｓの結晶方位
分布関数を球展開したとき の展開係数 ところで、試料Ｓ、即ち冷延鋼板において発生し深絞り
性に影響を与える代表的な結晶方位としては、（１１０
）　＜１１０＞、　（ｔｉｌｌ　＜１１２＞、　（１１
０）　＜ＯＯｂ。

（１００）　＜０１１＞　、　　（１００）　＜ＯＯｂ
等が考えられるが、これらの結晶方位の存在確率が１で
ある場合、展開係数Ｗ　Ｌ　ａ　＊は計算することが可
能である。また逆に展開係数Ｗ、、１が分かれば、塑性
歪み比の面内平均値下及び面内方位差Δｒの値が予測で
きることになる。

具体的には、０９式より導かれる下記側式、圓式を用い
て展開係数Ｗ４゜。、Ｗ４４゜を求めることができる。

ｗ、、、＝　（Ｖｚ（０°）＋　２　Ｖ”（４５’）＋
　Ｖ”（９０°）４■。”　）　／４ＡＤ　　　　　　
　　　・・・０３）Ｗ’ａａｏ　＝　（Ｖ　”（０°）
−２Ｖ”（４５°）＋Ｖ２（９０°））／４ＣＤ・・・
０４） Ｗ４４゜と塑性歪み比の面内方位差Δｒとは一定の相関
関係を示し、この相関関係に基づき、展開係数Ｗ４４゛
。から塑性歪み比の面内方位差が換算できる。

かくして実施例２においては実施例１と同様に試料Ｓ、
即ち金属薄板の塑性歪み比の面内平均値ｒ及び面内方位
差Δｒを求め、金属薄板から試験片、サンプル等を採取
することなく、金属薄板に直接超音波を伝播させること
によって塑性歪み比を求め得、オンライン的な評価方法
として適切な非破壊測定による評価が可能となる。また
使用する装置がＸ線装置等と異なって簡易な超音波装置
で済む上、短い間隔（例えば１秒／回）にて塑性歪み比
を求めてもその測定精度を一定の水準に保つことができ
、簡易且つ迅速に塑性歪み比を求めることができる。更
に金属薄板の結晶方位を考慮してワ性歪み比を求めてい
るため、任意な深絞り性の評価が可能となる上、前記塑
性歪み比の演算に際して金属薄板の板厚情報による補正
が行われるため、該演算に基づく深絞り性の評価の信頼
性が向上する。

次に、実施例２の効果を具体的なデータに基づいて説明
する。

第１１図は超音波の周波数はＩＭｌｌｚで一定とし、試
料Ｓの板厚を変化させて板波の速度分散を無視しつつ求
めた展開係数Ｗ４゜。の真値からのずれ（百分率）を、
試料Ｓの板厚を横軸に前記真値からのずれを縦軸に夫々
とって示したものである。図より板厚が０．５ｍｍ程度
までは誤差が１０％以内におさまるが、板厚が０．５ｍ
ｍを越えると誤差が許容できないようになることが分か
る。

然るに、実施例２の方法による場合は展開係数Ｗ　、　
、）、）の演算に際して前記板厚に関する情報による補
正が行われるため、その演算精度が第１２図及び第１３
図に示す如く向上する。即ち、第１２図は引張試験によ
って得た塑性歪み比の面内平均値ｒと実施例２の方法の
実施にあたって演算した展開係数Ｗ、、）６との相関を
示し、また第１３図は引張試験によって得た塑性歪み比
の面内方位差Δｒと実施例２の方法の実施にあたって演
算した展開係数Ｗ４４０との相関を示すが、両者共優れ
た対応関係がみられる。従ってかかる展開係数Ｗ４゜。

、Ｗ４４゜を用いて塑性歪み比を演算する場合はその演
算精度が向上することとなる。

〔実施例３〕 この実施例では母材である延伸鋼板の表面にメッキを施
したメッキ鋼板を深絞り性評価の対象としていや。本発
明者等の実験、研究に依ればメッキ鋼板におけるメッキ
厚さと、これを伝播するｓ０モードの音速とはメッキＪ
Ｖさに応じて音速が変化する対応関係にあるが、板面内
の音速分布は変わらないという関係にある。従ってメッ
キ厚さに対する音速の変化分を補正すればその下地母材
である鋼板それ自体における板波の伝播速度を求めるこ
とが可能となり、この音速値を用いて実施例１゜２と同
様に深絞り性を評価することが可能となる。

第１４図（イ）、（ロ）、（ハ）はメッキ厚さ（２００
ｐ　ｍ。

５０μｍ、　１０μｍ）と音速との関係を示すグラフで
あり、横軸に板波伝播方向を、また縦軸に音速（ｍ／秒
）をとって示しである。グラフ中・印でプロットしたの
はメッキ無し冷延鋼板中の音速を、またＯ印でプロット
したのはメッキ鋼板中の音速を示している。

このグラフから明らかなようにメッキ厚さによって音速
は変化するが、音速分布、即ち板波伝播方向における音
速変化量は変わらないことが解る。

母材厚さ２ｄ、メッキ厚さΔｄとして本発明者等は０５
）式の如き音速■の補正式を算出した。

但し、 μＦｌ）＋　　λＦａ二鋼材の弾性定数μｍ、λ１　：
メッキ材の弾性定数 ρＦ、二鉄の密度 ρイ　　　　二メッキ材の密度 第１５図は横軸にメッキ厚さΔｄ（μｍ）を、また縦軸
にメッキ無し冷延鋼板中の音速に対するメッキ鋼板中の
音速の比をとって示してあり、グラフ中Ｏ印でプロット
したのは０９式を用いて・求めた計算値、・印でプロッ
トしたのは測定値である。

このグラフから明らかな如く計算値は測定値と略一致す
ることが確認された。

第１６図は実施例３に使用する装置の要部の構成を示す
ブロック図である。この実施例では演算器４０に対し、
各伝播時間測定器３１．３２．３３の出力である伝播時
間の外に、板厚情報出力装置３４がら板厚情報Ｄ、探傷
周波数情報出力装置３５がら探傷周波数情報ｆ、及びメ
ッキ厚情報出力装置３６がらメッキ厚情報Δｄが入力さ
れるようになっている。

他の構成は第１〜４図及び第１０図に示す装置と実質的
に同じであり、対応する部分には同じ番号を付しである
。

演算器４０における演算内容は次の如くである。

各伝播時間測定器３Ｌ３２，３３から入力される伝播時
間Ｔｏ、＋　Ｔａｓ、＋　Ｔｑ。、と母材板厚情報出力
装置３４から入力される板厚２ｄ（ｄ＝ｚ板ｊ￥）、メ
ッキ厚情報出力装置３６から入力されるメッキ厚Δｄ（
片面の厚さ）及び送受時間路ｉ９Ｌに基づいて、メッキ
が施されていない状態の鋼板におけるＳ。

モード超音波（電磁超音波）の音速■。・、■４．・Ｖ
　９Ｇ・を０９式に対応させた下記０６）、　０７）、
　０８）式に従って算出する。

（以下余白） 次に換算器５０にて■。・、■４．・、　　Ｖ２Ｏ・を
用いて試料Ｓの結晶方位分布関数を球展開したときの展
開係数Ｗ４゜。、Ｗ４４゜を下記Ｑ９）、　１２［１１
式に従っで求める。

Ｗ　、　６゜＝　（ｖｏ、”＋　２　Ｖ４．”＋　Ｖｑ
ｏ、”　　４　ｖｏ、ｚｌ　　’・・・Ｑ９） Ｗ４゜。と下、Ｗ　４　ｄ。とΔｒとの間には既述した
如く一次対応関係が存在しており、Ｗ４゜。１ｗ４４゜
の値と対応する７、Δｒの値を表示器６ｏに出力し表示
させる。

なおＱ９）、１２１１）式の代わリニ実施例１　（７）
（ｔｏ）、　（１０式を用いてもよい。

第１７図はＷ４゜。とｒ４ｆＬとの関係を、また第１８
図ハＷ４４゜とΔｒとの関係を示すグラフである。

第１７図は横軸に下値を、また縦軸にＷ４゜。をとって
示してあり、また第１８図は横軸にへｒ値を、また縦軸
にＷ４４゜をとって示しである。

このグラフから明らかなように一次対応の関係があるこ
とが解る。

従って実施例１，２の場合と同様にメッキζ板Ａ　−Ｄ に直接超音波を伝播させることによって塑性歪み比を求
め得、深絞り性についてオンライン的な評価を行い得る
こととなる。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明方法によれば、金属薄板の深絞
り性を評価するに際し、非破壊測定によって簡易且つ迅
速に塑性歪み比を求めることができ、また超音波の底面
エコーの問題等を回避して有効に、しかも任意に塑性歪
み比を求めることができる。更に電磁超音波を発生原理
とする送受信子を用いることにより、薄板と送受信子と
の間に接触媒質を用いる必要が無くなるため、オンライ
ン化が容易となり、また時間の計測精度も向上する。ま
た評価対象である金属薄板の厚さによる音速補正を行う
から深絞り性評価の精度も高められる。更にメッキ金属
薄板等に対しても正確に深絞り性を評価することが可能
となり、適用範囲が広い等本発明は優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の方法の実施に使用する装置の要部の
構成を示すブロック、第２図は超音波板波の各モードを
示すグラフ、第３図は板波探触子を超音波探傷器及び試
料と共に示す縦断面図、第４図は板波探触子の各送受信
子と試料との関係を示す平面図、第５図は塑性歪み比の
内面平均値７と結晶方位分布関数の展開係数Ｗ４゜。と
の相関を示すグラフ、第６図は塑性歪み比の面内方位差
Δｒと結晶方位分布関数の展開係数Ｗ４４゜との相関を
示すグラフ、第７図は実施例１の方法によって得られた
測定結果を例示するグラフ、第８図は実施例１の方法の
実施に使用する装置における探触子の他の態様゛を示す
斜視図、第９図は電磁超音波を発生する送受信子の構造
を示した説明図、第１０図は本発明の実施例２に使用す
る装置の要部の構成を示すブロック図、第１１図は板波
の速度分散を無視しつつ求めた展開係数Ｗ４゜。の真値
からのずれを板厚に対応させて示したグラフ、第１２図
及び第１３図は実施例２の方法の実施にあたって演算し
た展開係数Ｗ４゜。、Ｗ４４゜と引張試験によって得た
データとの比較結果を示すグラフ、第１４図（イ）。 （ロ）、（ハ）はメッキ厚さと板波の伝播速度との関係
を示すグラフ、第１５図はメッキ厚さと、冷延鋼板、゛
メッキ鋼板の音速比との関係を示すグラフ、第１６図は
本発明の実施例３に使用する装置の要部の構成を示すブ
ロック図、第１７図及び第１９図は本発明方法の実施に
あたって演算した展開係数Ｗ４゜。。 Ｗ４４゜と引張試験によって得たデータとの比較結果を
示すグラフである。 １０・・・センサ部　１１・・・圧延方向伝播板波探触
子１２・・・圧延４５°方向伝播板波探触子１３・・・
圧延直交方向伝播板波探触子２１．２２．２３・・・超
音波探傷器 ３１．３２．３３・・・伝播時間測定器　４０・・・演
算器５０・・・換算器　６０・・・表示器 Ｓ・・・試料としての冷延鋼板（金属薄板）特　許　出
願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理士　　河　
　野　　登　　夫１．０ ２．０ 板 厚 （ｍｍ） ＋＋ 図 引張り試験によるＴ 図 引張りｉ餞によるΔＴ 図 １．０ １．５ 引張り試験による７饋 図 引張り試験による△Ｔ１直 Ｂ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延された金属薄板中に、その板厚に対して十分に
   低い周波数で発生させた速度分散性の十分に少ないＳ＿
   ０モードの超音波板波を、圧延方向と、圧延方向に対し
   て４５°だけ傾斜する方向と、圧延方向に対して直交す
   る方向との３方向に一定距離だけ伝播させて各伝播時間
   を測定し、その測定値を用いて金属薄板の主要結晶方位
   成分を評価する量を導出することにより塑性歪み比の面
   内平均値及び面内方位差を求めることを特徴とする金属
   薄板の深絞り性評価方法。 ２、圧延された金属薄板中にＳ＿０モードの超音波板波
   を、圧延方向と、圧延方向に対して４５°だけ傾斜する
   方向と、圧延方向に対して直交する方向との３方向に一
   定距離だけ伝播させて各伝播時間を測定し、その測定値
   を用いて金属薄板の主要結晶方位成分を評価する量を導
   出することにより塑性歪み比の面内平均値及び面内方位
   差を演算し、またその演算に際しては金属薄板の板厚情
   報による補正を行うことを特徴とする金属薄板の深絞り
   性評価方法。 ３、メッキを施した圧延金属薄板中にＳ＿０モードの超
   音波板波を、圧延方向と、圧延方向に対して４５°だけ
   傾斜する方向と、圧延方向に対して直交する方向との３
   方向に一定距離だけ伝播させてその各伝播時間を測定し
   、この伝播時間をメッキ厚さに基づいて補正し、その補
   正値を用いて金属薄板の主要結晶方位成分を評価する量
   を導出することにより塑性歪み比の面内平均値及び面内
   方位差を演算するごとを特徴とする金属薄板の深絞り性
   評価方法。