JPH0618494A - Method for measuring tensile strength of casting and ultrasonic measuring apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To male it possible to obtain tensile strength with high reliability by calculating an index value from the acoustic velocity ratio and carbon percentage of casting and steel, calculating a hardness factor from the index value and the tensile strength from the hardness factor and hardness. CONSTITUTION:A main program 550 actuates other programs to control the implementing sequence thereof. A steel acoustic velocity setting program 511 sets the acoustic velocity of a steel material to a memory region Vm. Next, the carbon percentage of a casting 1a to be inspected is inputted and set to a memory region C through a key board 7. An acoustic velocity measuring program 51 is activated to obtain the acoustic velocity in a memory region V and an acoustic velocity normalizing program 512 calculates the ratio of the acoustic velocity V of the casting 1a to the steel acoustic velocity Vm and sets the ratio to a memory region V/Vm. Also, the hardness of the casting 1a is set to a memory region HB through the key board 7. A tensile strength calculating program 540 is activated to calculate an index value alpha' from the acoustic velocity ratio V/Vm and carbon percentage C according to an alpha' calculating procedure 540a and a hardness factor m' from alpha' according to an m' calculating procedure 540b. The tensile strength sigmaB' of the casting 1a to be inspected is figured out of the hardness factor m' and Brinnel hardness HB according to a sigmaB' calculating procedure 540c.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、鋳物の抗張力測定方
法および超音波測定装置に関し、詳しくは、いわゆる鼠
鋳鉄やＣＶ鋳鉄，球状黒鉛鋳鉄等の鋳物について、その
抗張力を超音波により非破壊で測定・算出する鋳物の抗
張力測定方法に関し、さらにこの方法を実施するための
超音波測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring tensile strength of a casting and an ultrasonic measuring device, and more specifically, for a casting such as so-called rat cast iron, CV cast iron, spheroidal graphite cast iron, etc., the tensile strength of the cast iron is nondestructive by ultrasonic waves. The present invention relates to a method for measuring tensile strength of a casting to be measured and calculated, and further relates to an ultrasonic measuring device for carrying out this method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】鋳物状態分析の１つに黒鉛粒の形態分析
がある。鋳物は、この黒鉛粒の形態が片状であるか芋虫
状であるか球状であるかに応じて、いわゆる鼠鋳鉄（Ｆ
Ｃ）、ＣＶ鋳鉄（ＦＣＶ）、球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）等
に分類される。これらの異なる分類間では機械的性質や
物理的性質等がかなり異なることから、鋳物の発注に際
しては、少なくともＦＣ，ＦＣＶ，ＦＣＤ等の種別指定
が行われる。さらに、これに抗張力に基づく細分類をも
加えたＪＩＳ規格に従って、ＦＣ１００，ＦＣ１５０，
…，ＦＣＤ３７０，ＦＣＤ４００，…等の記号による種
類指定も広く行われる。2. Description of the Related Art One of the analysis of casting conditions is the morphological analysis of graphite particles. Castings are made of so-called gray cast iron (F) depending on whether the graphite particles have a flake shape, a worm shape, or a spherical shape.
C), CV cast iron (FCV), spheroidal graphite cast iron (FCD), etc. Since mechanical properties, physical properties, etc. are considerably different between these different classifications, at least the type designation such as FC, FCV, FCD is performed when ordering a casting. In addition, FC100, FC150,
.., FCD370, FCD400 ,.

【０００３】よって、出来上がった鋳物部材や鋳物製品
が指定の種別に属しているか否か、さらにその抗張力が
如何程のものであるか、すなわちＪＩＳ規格上で指定の
種類に合致しているか否かは、設計者にとっても製造者
にとっても、あるいは発注者側にとっても受注者側にと
っても重要な関心事であり、その判定がばらばらでは不
都合である。そこで、鋳物状態についての分類を客観的
なものとすべく、鋳物状態を示す測定・分析値の１つと
して黒鉛球状化率がＪＩＳに規定されている。また、抗
張力測定についてもＪＩＳに規定されている。Therefore, whether or not the finished cast member or cast product belongs to the designated type, and what its tensile strength is, that is, whether it conforms to the designated type in the JIS standard or not. Is an important concern for both the designer and the manufacturer, or for the orderer and the contractor, and it is inconvenient if the judgments are different. Therefore, the graphite spheroidization rate is defined in JIS as one of the measured / analyzed values indicating the casting state in order to make the classification of the casting state objective. The tensile strength measurement is also specified in JIS.

【０００４】この黒鉛球状化率の正規の測定・算出は、
ＪＩＳＧ５５０２に規定されている黒鉛球状化率判定試
験法に則って行われる。具体的には、鋳物の試験片の端
面等を研磨加工し、この加工面における黒鉛粒を顕微鏡
で観察し、その形態がどの程度球状であるか片状である
かに応じて分類しながら（図４参照）計数する。そし
て、規定の計算式に従って、これらの計数値から黒鉛球
状化率が算出される。この黒鉛球状化率の値が所定の範
囲に属しているか否かに応じて、ＦＣ，ＦＣＶ，ＦＣＤ
等の大分類が判定される。また、抗張力は、較正済みの
引っ張り試験機で所定形状の鋳物が破断するときの荷重
等を測定することにより測定される。The regular measurement and calculation of this graphite spheroidization rate is
The test is performed according to the graphite spheroidization rate determination test method defined in JIS G5502. Specifically, the end surface etc. of the test piece of the casting is polished, the graphite particles on this processed surface are observed with a microscope, and classified according to how spherical the shape is or the shape is (See FIG. 4) Count. Then, the graphite spheroidization rate is calculated from these count values according to a prescribed calculation formula. FC, FCV, FCD depending on whether or not the value of the spheroidization rate of graphite belongs to a predetermined range.
A large classification such as is determined. Further, the tensile strength is measured by measuring a load when a casting having a predetermined shape breaks with a calibrated tensile tester.

【０００５】しかし、これらの直接的な測定手段は、被
検体の破壊や加工を伴う破壊検査である。しかも、この
測定には時間と手間を要する。このため、試験研究には
利用できても、損傷を嫌う実際の製品には適用が困難で
ある。そこで、非破壊で測定できる他の特性値を用いて
必要な抗張力を算出し推定するという間接的な鋳物の抗
張力測定方法が、求められる。図７に、この間接的な方
法を実施する装置として、超音波により鋳物製被検体の
音速を測定し、この音速と別途測定された硬さとから被
検体の抗張力を自動的に算出するという超音波測定装置
のブロック図を示す。However, these direct measuring means are destructive inspections that involve destruction and processing of the subject. Moreover, this measurement requires time and labor. For this reason, it is difficult to apply to a real product that can be used for testing and research, but which is averse to damage. Therefore, there is a demand for an indirect tensile strength measuring method for castings in which the necessary tensile strength is calculated and estimated using other characteristic values that can be measured nondestructively. FIG. 7 shows an apparatus for carrying out this indirect method, in which the sound velocity of a casting-made specimen is measured by ultrasonic waves, and the tensile strength of the specimen is automatically calculated from this sound velocity and the hardness separately measured. The block diagram of a sound wave measuring device is shown.

【０００６】ここで、１は超音波プローブ、２は超音波
探傷部、３はＤ／Ａ変換回路、４はバスライン、５はＲ
ＯＭ、６はＲＡＭ、７はキーボード（ＫＢＤ）、８はＣ
ＲＴ、９はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）である。な
お、これらの間のインターフェイス回路等の詳細につい
ての図示は、説明が繁雑となるので割愛する。さらに、
５１は音速測定プログラム、５２は球状化率算出プログ
ラム、５３は分類プログラム、５４は抗張力算出プログ
ラム、５５はメインプログラムであり、これらのプログ
ラムはＲＯＭ５に記憶されてＭＰＵ９により実行処理が
行われてその機能を果たす。Here, 1 is an ultrasonic probe, 2 is an ultrasonic flaw detector, 3 is a D / A conversion circuit, 4 is a bus line, and 5 is R.
OM, 6 RAM, 7 keyboard (KBD), 8 C
RT and 9 are microprocessors (MPU). It should be noted that the illustration of details of the interface circuit and the like between them is omitted because the description is complicated. further,
Reference numeral 51 is a sound velocity measurement program, 52 is a spheroidization rate calculation program, 53 is a classification program, 54 is a tensile strength calculation program, and 55 is a main program. These programs are stored in the ROM 5 and executed by the MPU 9 for execution. Perform a function.

【０００７】音速測定プログラム５１は、キーボード７
を介して測定開始の指示を受けたメインプログラム５５
によって起動され、バスライン４を介して超音波探傷部
２を制御することにより被検体１ａの音速を測定する。
詳述すると、超音波プローブ１から送出された超音波
は、被検体１ａの表面で一部が反射され、残りがその内
部に伝わって被検体１ａの底面でも反射される。この反
射波を超音波プローブ１で検出して、それを受けた超音
波探傷部２が、表面反射波検出時点から底面反射波検出
までの時間を測る。この時間がＤ／Ａ変換回路３を介し
てデジタル値として入力される。そして、この入力され
た時間は超音波が被検体１ａ中を往復する時間であるこ
とから、この入力されたデジタル値と、予め測定されて
キーボード７から入力済みの被検体１ａの厚さの２倍の
値との比を算出した結果として、被検体１ａの音速が求
められる。The sound velocity measuring program 51 is the keyboard 7
Main program 55 that received an instruction to start measurement via
The ultrasonic velocity of the subject 1a is measured by controlling the ultrasonic flaw detection unit 2 via the bus line 4.
More specifically, the ultrasonic waves sent from the ultrasonic probe 1 are partially reflected on the surface of the subject 1a, and the rest are transmitted to the inside thereof and also reflected on the bottom surface of the subject 1a. This reflected wave is detected by the ultrasonic probe 1, and the ultrasonic flaw detector 2 that receives the reflected wave measures the time from the time when the surface reflected wave is detected to the time when the bottom surface reflected wave is detected. This time is input as a digital value via the D / A conversion circuit 3. Since the input time is the time required for the ultrasonic waves to make a round trip in the subject 1a, the input digital value and the thickness of the subject 1a which has been measured in advance and input from the keyboard 7 are 2 times. As a result of calculating the ratio with the doubled value, the sound velocity of the subject 1a is obtained.

【０００８】そして、この測定された音速値は、音速測
定プログラム５１によって、ＲＡＭ６の記憶域Ｖに記憶
される。球状化率算出プログラム５２は、次にメインプ
ログラム５５によって起動され、鋳物についての音速と
黒鉛球状化率との関係を示す実験式であるＶ−Ｓ変換式
に従う変換処理を行って、記憶域Ｖの音速値から黒鉛球
状化率を算出する。この算出された黒鉛球状化率はＲＡ
Ｍ６の記憶域Ｓに記憶される。The measured sound velocity value is stored in the storage area V of the RAM 6 by the sound velocity measuring program 51. Next, the spheroidization rate calculation program 52 is started by the main program 55, performs conversion processing according to the VS conversion equation, which is an empirical expression showing the relationship between the sound velocity of the casting and the graphite spheroidization rate, and then the storage area V The spheroidization rate of graphite is calculated from the sound velocity value of. The calculated spheroidization rate of graphite is RA
It is stored in the storage area S of M6.

【０００９】このＶ−Ｓ変換式は、具体的には、例えば
横軸に超音波測定による音速（Ｖ）を採り、縦軸にＪＩ
Ｓに則った直接的測定手段による黒鉛球状化率（Ｓ）を
採り、複数の鋳物についての測定結果を該当する座標位
置にプロットし、その回帰直線として予め求められてい
る（図５の５２ａ参照）。黒鉛球状化率（Ｓ）が求まる
と、分類プログラム５３がメインプログラム５５により
起動される。そして、分類プログラム５３により黒鉛球
状化率（Ｓ）の値に応じて鋳物状態の分類が行われて、
ＦＣ，ＦＣＶ，ＦＣＤ等の種別を示す値が記憶域（Ｆ）
に設定される。In this VS conversion formula, for example, the horizontal axis represents the sound velocity (V) by ultrasonic measurement, and the vertical axis represents JI.
Taking the graphite spheroidization rate (S) by the direct measuring means according to S, plotting the measurement results of a plurality of castings at the corresponding coordinate positions, and obtaining the regression line in advance (see 52a in FIG. 5). ). When the graphite spheroidization rate (S) is obtained, the classification program 53 is activated by the main program 55. Then, the classification program 53 classifies the casting state according to the value of the graphite spheroidization rate (S),
Storage area (F) is a value that indicates the type of FC, FCV, FCD, etc.
Is set to.

【００１０】次に、別途硬さ試験機で測定された被検体
１ａのブリネル硬さがキーボード７を介して入力され、
記憶域ＨB に設定される。そして、抗張力算出プログラ
ム５４がメインプログラム５５により起動される。抗張
力算出プログラム５４は、音速×硬さと抗張力との変換
式に従って、被検体１ａについて測定された音速（Ｖ）
とブリネル硬さ（ＨB ）との積から抗張力を算出する。
この算出された抗張力はＲＡＭ６の記憶域σB'に記憶さ
れる。Next, the Brinell hardness of the subject 1a, which is separately measured by the hardness tester, is input through the keyboard 7,
Set in storage area HB. Then, the tensile strength calculation program 54 is activated by the main program 55. The tensile strength calculation program 54 is a sound velocity (V) measured for the subject 1a according to a conversion formula of sound velocity × hardness and tensile strength.
The tensile strength is calculated from the product of the value and Brinell hardness (HB).
The calculated tensile strength is stored in the storage area σB ′ of the RAM 6.

【００１１】ここで、上述の抗張力への変換式には、鋳
物状態に応じた３つの式がある。ＦＣＤ用変換式５４
ａ，ＦＣＶ用変換式５４ｂ，ＦＣ用変換式５４ｃであ
る。具体的には、音速×硬さ（Ｖ×ＨB ）を横軸に採
り、抗張力（σB ）を縦軸に採って、直接的に測定され
た複数の鋳物についての測定結果を該当する座標位置に
プロットし、その回帰直線として予め求められている
（図６の５４ａ，５４ｂ，５４ｃ参照）。最後に、求め
られた抗張力（σB'）等が測定の結果としてメインプロ
グラム５５によりＣＲＴ８に表示される。製品にとって
は不所望な破壊を伴う真の抗張力（σB ）測定に代え
て、このような超音波測定装置により測定された抗張力
（σB'）を用いることにより、鋳物製被検体が指定の規
格に合致しているか否かの検査等が非破壊で行える。Here, there are three formulas for converting to the above-mentioned tensile strength depending on the casting condition. FCD conversion formula 54
a, FCV conversion formula 54b, and FC conversion formula 54c. Specifically, the sound velocity x hardness (V x HB) is taken on the horizontal axis, and the tensile strength (σB) is taken on the vertical axis, and the measurement results for a plurality of castings that are directly measured are plotted at the corresponding coordinate positions. It is plotted and previously obtained as the regression line (see 54a, 54b, 54c in FIG. 6). Finally, the obtained tensile strength (σB ′) and the like are displayed on the CRT 8 by the main program 55 as the measurement result. By using the tensile strength (σB ') measured by such an ultrasonic measuring device instead of the true tensile strength (σB) measurement which is accompanied by undesired breakage for the product, the casted specimen can meet the specified standard. Non-destructive inspection such as matching can be performed.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の鋳物
の抗張力測定方法および超音波測定装置では、既成の実
験式に従って音速から黒鉛球状化率の近似値を算出して
この黒鉛球状化率に基づく鋳物状態の大分類を行い、さ
らにその種類ごとに異なる既成の実験式の中の該当する
式に従って音速と硬さとから抗張力の推定値を算出す
る。この間接的手段により、非破壊で容易に鋳物の抗張
力の測定を行なう。しかし、音速と黒鉛球状化率との関
係については、あまり相関がよくない（図５参照）。こ
のため、この実験式に従って得られた黒鉛球状化率の近
似値さらには鋳物状態の分類結果は、誤差や誤判定等が
多くて、信頼性に欠ける。In the conventional tensile strength measuring method and ultrasonic measuring apparatus for castings, an approximate value of the graphite spheroidization rate is calculated from the speed of sound according to an established empirical formula to obtain this graphite spheroidization rate. Based on the applicable formulas among the existing experimental formulas that differ for each type, the tensile strength is estimated from the sound velocity and hardness. By this indirect means, the tensile strength of the casting can be easily measured nondestructively. However, the relationship between the speed of sound and the spheroidization rate of graphite is not so well correlated (see FIG. 5). For this reason, the approximate value of the spheroidization rate of graphite obtained according to this empirical formula and the classification result of the casting state have many errors and erroneous determinations, and thus lack reliability.

【００１３】さらに、抗張力への変換式が複数存在して
おり（図６）、しかも、これらの式は各種類に属する典
型的な鋳物状態についての測定結果に基づいて作成され
ている。これらの式を統一した汎用的な式や関係等が未
だ定めきれていないため、これらは鋳物種類に応じて選
択的に使用される。このため、典型的状態ではない中間
状態の鋳物については、何れに分類されたかによって変
換式が異なることから、算出された測定結果が大きくば
らついてしまい、製品等を保証するものとしては実用に
耐えない。Further, there are a plurality of formulas for converting to tensile strength (FIG. 6), and these formulas are prepared based on the measurement results of typical casting conditions belonging to each type. Since general-purpose formulas and relations that unify these formulas have not been defined yet, these are selectively used according to the casting type. Therefore, for castings in an intermediate state that is not a typical state, the conversion formulas differ depending on which one is categorized, so the calculated measurement results will vary widely, and as a product guarantee, it will not be practical. Absent.

【００１４】中間状態の鋳物は、製造条件の種々の変動
等に起因して実際には頻繁に発生するものであり、この
ような不確定要因を孕んだものこそ測定し検査すべきも
のである。これでは、損傷を嫌う鋳物製品等についての
非破壊での出荷検査あるいは受入検査等にあっては、例
え製造過程に何らかの障害が発生した場合でもその悪影
響を検出できずに見逃してしまうということが多発して
しまい、製品に対する信頼性が確保できないので不都合
である。The casting in the intermediate state is actually frequently generated due to various fluctuations of the manufacturing conditions, and it is necessary to measure and inspect what has such uncertain factors. With this, in non-destructive shipping inspections or acceptance inspections of casting products, etc. that dislike damage, even if some kind of failure occurs in the manufacturing process, the adverse effect cannot be detected and overlooked. This is an inconvenience because it frequently occurs and the reliability of the product cannot be ensured.

【００１５】特に、このような障害は、球状黒鉛鋳鉄又
はＣＶ鋳鉄の製造時に起こりやすく、その影響によって
は鼠鋳鉄になってしまう。そこまで至らずとも強度が低
下する傾向が強い。一般に球状黒鉛鋳鉄等は高強度が要
求される分野に利用されており、そこに機械的強度の低
い鼠鋳鉄等が使用されることは、破損事故等の原因とな
るので問題である。この発明の目的は、このような従来
技術の問題点を解決するものであって、非破壊で簡便
に、かつ高い確度で、鋳物製被検体の抗張力を測定・算
出する鋳物の抗張力測定方法および超音波測定装置を実
現することにある。In particular, such an obstacle is likely to occur during the production of spheroidal graphite cast iron or CV cast iron, and depending on the influence thereof, it becomes ratchet cast iron. Even if it does not reach that level, the strength tends to decrease. Generally, spheroidal graphite cast iron and the like are used in fields where high strength is required, and the use of spheroidal graphite cast iron and the like having low mechanical strength is a problem because it causes damage accidents and the like. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, non-destructively, simply, and with high accuracy, a tensile strength measuring method for a casting, which measures and calculates the tensile strength of a casting test object, and It is to realize an ultrasonic measurement device.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
のこの発明の鋳物の抗張力測定方法は、鋳物製被検体の
音速を超音波により測定して前記被検体の抗張力を算出
する鋳物の抗張力測定方法において、前記被検体の炭素
含有率と前記被検体の硬さと前記被検体の音速とを得
て、前記炭素含有率と前記硬さと前記音速とから、炭素
含有率と硬さと音速とから抗張力を得る関数，表又はそ
の他の変換手段に従って、前記被検体の抗張力を算出す
るものである。なお、炭素含有率の代わりに炭素当量を
用いてもよい。[Means for Solving the Problems] A method for measuring tensile strength of a casting according to the present invention for achieving this object is a tensile strength of casting for measuring the acoustic velocity of a casting specimen by ultrasonic waves to calculate the tensile strength of the specimen. In the measurement method, to obtain the carbon content of the subject, the hardness of the subject and the sound velocity of the subject, from the carbon content, the hardness and the sound velocity, from the carbon content, hardness and sound velocity. The tensile strength of the subject is calculated according to a function for obtaining the tensile strength, a table, or other conversion means. The carbon equivalent may be used instead of the carbon content.

【００１７】先の目的を達成するためのこの発明の超音
波測定装置の第１の構成は、炭素含有率が既知である鋳
物製被検体の音速を超音波により測定して前記被検体の
抗張力を算出する超音波測定装置において、炭素含有率
が既知である第１の鋳物の硬さを測定し、前記第１の鋳
物の音速を前記超音波測定装置または他の超音波測定装
置により測定し、前記第１の鋳物の抗張力を測定して得
た、複数の第１の鋳物についての第１の鋳物の炭素含有
率と第１の鋳物の硬さと第１の鋳物の音速とから鋳物の
抗張力を得る関数，表又はその他の変換手段と、前記被
検体の炭素含有率と前記被検体の硬さと前記被検体の音
速と前記関数，表又はその他の変換手段とにより鋳物の
抗張力を算出する抗張力算出手段と、を備え、前記被検
体の炭素含有率が入力され、前記被検体の硬さが入力さ
れ又は測定され、前記被検体の音速が超音波により測定
されて、前記抗張力算出手段により前記被検体の抗張力
が算出されるものである。The first configuration of the ultrasonic measuring apparatus of the present invention for achieving the above object is to measure the sound velocity of a casting object whose carbon content is known by ultrasonic waves and to measure the tensile strength of the object. In the ultrasonic measuring device for calculating, the hardness of the first casting with a known carbon content is measured, and the sound velocity of the first casting is measured by the ultrasonic measuring device or another ultrasonic measuring device. A tensile strength of the casting obtained from the carbon content of the first casting, the hardness of the first casting, and the sound velocity of the first casting obtained by measuring the tensile strength of the first casting. To obtain the tensile strength of the casting by a function, table or other conversion means, the carbon content of the sample, the hardness of the sample, the sound velocity of the sample and the function, table or other conversion means And a carbon content of the subject is calculated. Is the force, the hardness of the object is inputted or measured, the subject of the sound velocity is measured by ultrasonic, the one in which the tensile strength of the subject is calculated by the tensile strength computing means.

【００１８】先の目的を達成するためのこの発明の超音
波測定装置の第２の構成は、炭素含有率が既知である鋳
物製被検体の音速を超音波により測定して前記被検体の
抗張力を算出する超音波測定装置において、炭素含有率
が既知である第１の鋳物の硬さを測定し第１の鋳物の音
速を前記超音波測定装置または他の超音波測定装置によ
り測定し前記第１の鋳物に対応する第１の鋼材の音速を
前記第１の鋳物の音速の測定に用いた測定装置で超音波
により測定し前記第１の鋳物の音速と前記第１の鋼材の
音速との比を第１の音速比として得てかつ前記第１の鋳
物の抗張力を測定して得た、複数の第１の鋳物の炭素含
有率と第１の鋳物の硬さと第１の鋳物の音速比とから鋳
物の抗張力を得る関数，表又はその他の変換手段と、超
音波測定により得られた音速を入力しこれを基準音速と
する基準音速設定手段と、前記被検体の音速と前記基準
音速との比を第２の音速比とし、前記被検体の炭素含有
率と前記被検体の硬さと前記第２の音速比と前記関数，
表又はその他の変換手段とにより鋳物の抗張力を算出す
る抗張力算出手段と、を備え、（第１のモードでは、）
前記被検体に対応する第２の鋼材の音速が超音波により
測定され、この第２の鋼材の音速が前記基準音速設定手
段により前記基準値として設定され、（第２のモードで
は、）前記被検体の炭素含有率が入力され、前記被検体
の硬さが入力され又は測定され、前記被検体の音速が超
音波により測定され、この被検体の音速と前記基準音速
との比が前記第２の音速比とされて、前記抗張力算出手
段により前記被検体の抗張力が算出されるものである。A second configuration of the ultrasonic measuring device of the present invention for achieving the above object is to measure the sound velocity of a casting object whose carbon content is known by ultrasonic waves and to measure the tensile strength of the object. In the ultrasonic measuring device for calculating, the hardness of the first casting having a known carbon content is measured, and the sound velocity of the first casting is measured by the ultrasonic measuring device or another ultrasonic measuring device. The sound velocity of the first steel material corresponding to the first casting is ultrasonically measured by the measuring device used for measuring the sound velocity of the first casting material, and the sound velocity of the first casting material and the sound velocity of the first steel material are measured. Ratio as a first sound velocity ratio and by measuring the tensile strength of the first casting, the carbon content of the plurality of first castings, the hardness of the first casting, and the sound velocity ratio of the first casting. To obtain the tensile strength of the casting from a function, table or other conversion means and ultrasonic measurement Input sound velocity and set it as the reference sound velocity, and a ratio of the sound velocity of the subject to the reference sound velocity is set to a second sound velocity ratio, and the carbon content of the subject and the Hardness, the second sound velocity ratio, and the function,
A tensile strength calculation means for calculating the tensile strength of the casting by a table or other conversion means, (in the first mode,)
The sound velocity of the second steel material corresponding to the subject is measured by ultrasonic waves, and the sound velocity of the second steel material is set as the reference value by the reference sound velocity setting means, and in the second mode, The carbon content of the sample is input, the hardness of the sample is input or measured, the sound velocity of the sample is measured by ultrasonic waves, and the ratio of the sound velocity of the sample and the reference sound velocity is the second. And the tensile strength of the subject is calculated by the tensile strength calculation means.

【００１９】なお、上記の第１の構成の超音波測定装置
および第２の構成の超音波測定装置に関して、以下の通
りである。その他の変換手段は、例えば、図や図表，近
似式，コンピュータプログラムに係るいわゆる配列，マ
ップ，テーブル，アドレステーブル等をも含み、さらに
これらを利用した又は変形した算出手順，演算，手続き
等の変換手段をも含む。また、炭素含有率の代わりに炭
素当量を用いてもよい。The ultrasonic measuring device having the first structure and the ultrasonic measuring device having the second structure are as follows. Other conversion means include, for example, diagrams and charts, approximate expressions, so-called arrays related to computer programs, maps, tables, address tables, etc., and conversion of calculation procedures, calculations, procedures, etc. using or modified these. Including means. Further, the carbon equivalent may be used instead of the carbon content.

【００２０】[0020]

【作用】このような構成のこの発明の鋳物の抗張力測定
方法および超音波測定装置にあっては、炭素含有率また
は炭素当量と、硬さと、音速または音速比と、に基づい
て状態分析や抗張力算出が行われる。この算出等を行う
ために、炭素含有率等と硬さと音速等に対するその鋳物
の抗張力が直接的手段等により測定されて、これらの関
係を示す表又はこれに相当する変換手段が予め実験的に
定められている。このように音速と硬さばかりでなく炭
素含有率等にも基づいて状態分類および抗張力との対応
付けを行ったことにより、従来区分け困難であった黒鉛
形態等に関する鋳物状態が明瞭に区分けできる。しか
も、典型的な状態ばかりでなく中間状態の鋳物について
も、抗張力の測定データが重複するということがなくな
り、測定対象データと算出対象データとが明瞭に対応付
けられることとなった。In the tensile strength measuring method and ultrasonic measuring apparatus for a casting according to the present invention having such a constitution, the state analysis and the tensile strength are carried out on the basis of the carbon content or the carbon equivalent, the hardness and the sound velocity or the sound velocity ratio. Calculation is performed. In order to carry out this calculation, etc., the tensile strength of the casting with respect to the carbon content, etc., hardness, sound velocity, etc. is measured by direct means, etc., and a table showing these relationships or a conversion means corresponding thereto is experimentally preliminarily tested. It is set. As described above, the state classification and the correspondence with the tensile strength based on not only the sound velocity and hardness but also the carbon content rate and the like are associated with each other, so that it is possible to clearly classify the casting state related to the graphite morphology, which has been difficult to classify. In addition, the tensile strength measurement data does not overlap in not only the typical state but also the intermediate state casting, and the measurement target data and the calculation target data are clearly associated with each other.

【００２１】この表等に従って、鋳物製被検体の炭素含
有率等と硬さと音速等から、その被検体の抗張力を算出
することにより、間接的な分析としては、従来よりも緻
密に、より正確に鋳物の抗張力を推定することができ
る。なお、炭素含有率等については、鋳物材料成分比率
の設定者である製造側はもちろん、通常は受入側も発注
条件の１つとしてそれを知りうる状態にあるので、研究
的実験的に出所不明の鋳物を分析する特殊な場合は別と
して、実用上この発明実施の障害とはならない。また、
被検体の硬さ測定についても、従来と同様でよく、不都
合はない。したがって、非破壊で簡便な超音波測定によ
って、高い確度で、鋳物製被検体の抗張力を測定・算出
することができる。According to this table and the like, by calculating the tensile strength of the cast object from the carbon content, hardness and sound velocity of the object, the indirect analysis is more precise and more accurate than the conventional method. It is possible to estimate the tensile strength of castings. Regarding the carbon content, etc., it is unknown from the experimental point of view because not only the manufacturing side, who is the setter of the casting material component ratio, but also the receiving side can know it as one of the ordering conditions. Aside from the special case of analyzing the castings, it is not a practical obstacle to the practice of the invention. Also,
The hardness measurement of the subject may be the same as the conventional one, and there is no inconvenience. Therefore, the tensile strength of the cast object can be measured and calculated with high accuracy by a nondestructive and simple ultrasonic measurement.

【００２２】[0022]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図１に、この発明の鋳物の抗張
力測定方法を実施する装置として、超音波により鋳物製
被検体の音速を測定してその被検体の抗張力を自動的に
算出する超音波測定装置のブロック図を示す。ここで、
１は超音波プローブ、２は超音波探傷部、３はＤ／Ａ変
換回路、４はバスライン、５はＲＯＭ、６はＲＡＭ、７
はキーボード（ＫＢＤ）、８はＣＲＴ、９はマイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）である。なお、これらの間のインタ
ーフェイス回路等の詳細についての図示は割愛する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic measuring device as an apparatus for carrying out the method for measuring tensile strength of a casting of the present invention, which ultrasonically measures the sound velocity of a casting-made specimen and automatically calculates the tensile strength of the specimen. Show. here,
1 is an ultrasonic probe, 2 is an ultrasonic flaw detector, 3 is a D / A conversion circuit, 4 is a bus line, 5 is ROM, 6 is RAM, 7
Is a keyboard (KBD), 8 is a CRT, and 9 is a microprocessor (MPU). Note that illustration of details of the interface circuit and the like between them is omitted.

【００２３】さらに、５１は音速測定プログラム、５１
１は鋼音速設定プログラム、５１２は音速正規化プログ
ラム、５４０は抗張力算出プログラム、５５０はメイン
プログラムであり、これらのプログラムはＲＯＭ５に記
憶されてＭＰＵ９により実行処理が行われてその機能を
果たす。なお、超音波プローブ１〜マイクロプロセッサ
９，音速測定プログラム５１は、従来と同様の構成なの
で同一の符号をもって示し、その再度の説明は割愛す
る。Further, 51 is a sound velocity measurement program, 51
Reference numeral 1 is a steel sound velocity setting program, 512 is a sound velocity normalizing program, 540 is a tensile strength calculation program, 550 is a main program, and these programs are stored in the ROM 5 and executed by the MPU 9 to perform their functions. Since the ultrasonic probe 1 to the microprocessor 9 and the sound velocity measurement program 51 have the same configurations as those of the conventional one, they are denoted by the same reference numerals, and their repetitive description will be omitted.

【００２４】メインプログラム５５０は、測定全体の管
理プログラムであり、選択可能な２つのモード、つまり
第１のモードとしての鋼音速設定モードと第２のモード
としての鋳物状態分析モードとを有し、このモードに対
応して他のプログラムを起動し、その実行順序を制御す
る。鋼音速設定プログラム５１１は、基準値としての鋼
の音速を設定するサブプログラムであり、音速測定プロ
グラム５１によって測定されて記憶域Ｖに保持される音
速値を、ＲＡＭ６の記憶域Ｖｍに移し、鋼音速として設
定する。The main program 550 is a management program for the whole measurement, and has two selectable modes, that is, a steel sound velocity setting mode as a first mode and a casting condition analysis mode as a second mode. In response to this mode, another program is started and its execution order is controlled. The steel sound velocity setting program 511 is a subprogram for setting the sound velocity of steel as a reference value, and moves the sound velocity value measured by the sound velocity measuring program 51 and held in the storage area V to the storage area Vm of the RAM 6, Set as the speed of sound.

【００２５】音速正規化プログラム５１２は、音速比を
算出するサブプログラムであり、音速測定プログラム５
１によって測定されて記憶域Ｖに保持される音速値を、
記憶域Ｖｍに保持されている基準値としての鋼音速によ
って除算し、これにより算出された音速比をＲＡＭ６の
記憶域（Ｖ／Ｖｍ）におく。抗張力算出プログラム５４
０は、鋳物の抗張力を算出するサブプログラムであり、
所定の変換処理を行って、記憶域（Ｖ／Ｖｍ）の音速比
の値と記憶域Ｃの炭素含有率の値と記憶域ＨB のブリネ
ル硬さの値とから鋳物の抗張力を算出する。この算出さ
れた鋳物の抗張力はＲＡＭ６の記憶域σB'に記憶され
る。The sound velocity normalizing program 512 is a sub-program for calculating the sound velocity ratio, and is the sound velocity measuring program 5.
The sound velocity value measured by 1 and held in the storage area V is
It is divided by the steel sonic velocity as the reference value held in the storage area Vm, and the sonic velocity ratio calculated by this is set in the storage area (V / Vm) of the RAM 6. Strength calculation program 54
0 is a subprogram for calculating the tensile strength of castings,
A predetermined conversion process is performed to calculate the tensile strength of the casting from the value of the sound velocity ratio in the storage area (V / Vm), the value of the carbon content in the storage area C, and the value of the Brinell hardness in the storage area HB. The calculated tensile strength of the casting is stored in the storage area σB ′ of the RAM 6.

【００２６】この所定の変換処理は、予め実験的に求め
られている算出手順であり、鋼と鋳物との音速比（（Ｖ
／Ｖｍ））と、その鋳物の炭素含有率（Ｃ）と、その鋳
物のブリネル硬さ（ＨB ）と、に対する鋳物の抗張力
（σB ）の関係に基づいて、それらから鋳物の抗張力
（σB'）を算出する手順である。この算出手順は、主と
して、α’算出手順５４０ａと、ｍ’算出手順５４０ｂ
と、σB'算出手順５４０ｃとからなる。この例では、抗
張力算出プログラム５４０の一部としてそれに組み込ま
れており、この順に実行される。This predetermined conversion process is a calculation procedure that has been experimentally obtained in advance, and the sound velocity ratio of the steel and the casting ((V
/ Vm)), the carbon content (C) of the casting, the Brinell hardness (HB) of the casting, and the tensile strength (σB) of the casting with respect to the tensile strength (σB ') of the casting. Is a procedure for calculating. This calculation procedure mainly includes an α ′ calculation procedure 540a and an m ′ calculation procedure 540b.
And σB ′ calculation procedure 540c. In this example, it is incorporated as a part of the tensile strength calculation program 540 and is executed in this order.

【００２７】α’算出手順５４０ａは、音速比（（Ｖ／
Ｖｍ））と炭素含有率（Ｃ）とに対する鋳物状態（ＦＣ
Ｄ，ＦＣＶ，ＦＣ）の関係を示すべく定められている。
実際にこの算出手順を定めるには、先ず、なるべく同一
の形状で炭素含有率の異なる多数の鋳物と１つ以上の鋼
材とを準備する。そして、これらの鋳物と鋼材について
の音速を超音波測定装置により測定し、これらの音速比
を算出する。さらに、各々の鋳物について、ＪＩＳ規格
に則った又はそれに準じた直接的な方法により鋳物状
態、例えば黒鉛粒の形態が片状か芋虫状か球状か（Ｆ
Ｃ，ＦＣＶ，ＦＣＤ）等をその中間状態に関しても測定
する。なお、この一連の破壊測定は、変動の傾向が一致
するように、できるだけ同一の超音波測定装置および同
一の測定者によって行われることが望ましい。The α'calculation procedure 540a is performed by the sound velocity ratio ((V /
Vm)) and carbon content (C) (FC)
D, FCV, FC).
In order to actually determine this calculation procedure, first, a large number of castings having the same shape and different carbon contents and one or more steel materials are prepared. Then, the sonic velocities of these castings and steel materials are measured by an ultrasonic measuring device, and the sonic velocity ratios thereof are calculated. Furthermore, for each casting, the casting state is determined by a direct method conforming to or conforming to the JIS standard, for example, whether the graphite particles are in the form of flakes, worms, or spheres (F
C, FCV, FCD) etc. are also measured for the intermediate state. In addition, it is desirable that the series of destructive measurements be performed by the same ultrasonic measuring apparatus and the same operator as much as possible so that the fluctuation tendencies are the same.

【００２８】また、この直接的な測定には手間がかかる
ので、他の複数の鋳物と１つ以上の鋼材と超音波測定装
置と測定者との別の組により、並行して、他の一連の測
定を行うことにより多数の測定結果を得るとよい。これ
らの多数の測定結果について、例えば、横軸に音速比
（（Ｖ／Ｖｍ））を採り、縦軸に炭素含有率（Ｃ）を採
り、直接的測定手段による鋳物状態（例えばＦＣＤ，Ｆ
ＣＶ，ＦＣ等を区別して示す指標値）をその測定時の音
速比と炭素含有率とに対応する座標位置に設定する。こ
のとき、横軸に音速比を採用すると、装置や測定者に起
因する影響が除去されて、単に音速を採用した場合より
も、一層確度が向上する。Since this direct measurement is time-consuming, another set of other castings, one or more steel materials, an ultrasonic measuring device, and a measurer may be used in parallel to perform another series of measurements. It is advisable to obtain a large number of measurement results by performing the measurement. Of these many measurement results, for example, the sound velocity ratio ((V / Vm)) is taken on the horizontal axis and the carbon content (C) is taken on the vertical axis, and the casting state (for example, FCD, F
An index value indicating CV, FC, etc. separately is set at a coordinate position corresponding to the sound velocity ratio and the carbon content rate during the measurement. At this time, when the sound velocity ratio is adopted on the horizontal axis, the influence caused by the device or the measurer is eliminated, and the accuracy is further improved as compared with the case where the sound speed is simply adopted.

【００２９】なお、この設定される鋳物状態の指標値と
しては、なるべく多数の測定結果から多数決や平均化，
局所平均化，回帰分析等の統計処理によって変動成分の
除去されたものを採用するのがよい。この指標値算出の
具体例としてのα’算出手順５４０ａは、音速比（（Ｖ
／Ｖｍ））と炭素含有率（Ｃ）とに基づいて、 式 ρ＝８．４３５−０．３７４×（Ｃ） により密度
ρを算出し、 式 ｆｇ＝１．０９５−０．１３９５×ρ により黒鉛
面積率を算出し、 式 α’＝（（Ｖ／Ｖｍ）^-2×（７．８６／ρ）−１）
／ｆｇ によりα’を算出するものである。なお、上記の７．８
６は鋼材又は鋳物マトリックス（基地）の比重に相当す
る値である。このようにして算出されたα’は、鋳物の
黒鉛粒の形態分類（ＦＣ，ＦＣＶ，ＦＣＤ）に基づく鋳
物状態の指標値であって、しかも、その中間状態をも明
瞭に示すことのできるものである（図２の横軸α’と測
定データの分布を参照）。As the index value of the casting condition to be set, a majority decision or an averaging from a large number of measurement results is possible.
It is advisable to adopt the one in which the fluctuation component has been removed by statistical processing such as local averaging or regression analysis. The α ′ calculation procedure 540a as a specific example of this index value calculation is performed by the sound velocity ratio ((V
/ Vm)) and the carbon content (C), the density ρ is calculated by the formula ρ = 8.435-0.374 × (C) and the formula fg = 1.095-0.1395 × ρ The graphite area ratio was calculated, and the formula α ′ = ((V / Vm) ⁻² × (7.86 / ρ) −1)
Α'is calculated from / fg. The above 7.8
6 is a value corresponding to the specific gravity of the steel material or the casting matrix (base). The α'calculated in this way is an index value of the casting state based on the morphological classification (FC, FCV, FCD) of the graphite particles of the casting, and can also show the intermediate state clearly. (See the horizontal axis α ′ and the distribution of measurement data in FIG. 2).

【００３０】ｍ’算出手順５４０ｂは、指標値α’から
硬さ係数ｍ’を算出する手順である。硬さ係数ｍ’は、
硬さ係数ｍすなわち（抗張力σB ／硬さＨB ）の推定値
であり、予め実験的に確認された指標値α’と硬さ係数
ｍとの関係に従って、指標値α’から求められる。この
関係を、横軸に指標値α’、縦軸に硬さ係数ｍを採って
図２に示す。図２におけるα’とｍとには、強い相関関
係が存在するので、この関係を折れ線等で近似すること
が可能である。The m'calculation procedure 540b is a procedure for calculating the hardness coefficient m'from the index value α '. The hardness coefficient m'is
The hardness coefficient m, that is, an estimated value of (tensile strength σ B / hardness H B), is obtained from the index value α ′ according to the relationship between the index value α ′ and the hardness coefficient m which has been experimentally confirmed in advance. This relationship is shown in FIG. 2 with the horizontal axis representing the index value α ′ and the vertical axis representing the hardness coefficient m. Since there is a strong correlation between α ′ and m in FIG. 2, this relation can be approximated by a broken line or the like.

【００３１】具体例としてのｍ’算出手順５４０ｂは、
α’＜３．１５ の場合は、 式 ｍ’＝０．３９２０−０．０５１２×α’ ３．１５≦α’≦４．００ の場合は、 式 ｍ’＝０．２３０６ ４．００＜α’ の場合は、 式 ｍ’＝０．３０００−０．０１７３×α’ により硬さ係数ｍ’を算出するものである。この式によ
り算出された硬さ係数ｍ’は実際の硬さ係数ｍのとても
良い推定値である。As a specific example, the m'calculation procedure 540b is
When α ′ <3.15, the equation m ′ = 0.3920−0.0512 × α ′ 3.15 ≦ α ′ ≦ 4.00, the equation m ′ = 0.2306 4.00 <α In the case of ', the hardness coefficient m'is calculated by the formula m' = 0.3000-0.0173xα '. The hardness coefficient m'calculated by this equation is a very good estimate of the actual hardness coefficient m.

【００３２】σB'算出手順５４０ｃは、硬さ係数ｍの定
義式すなわち（ｍ＝σB ／ＨB ）に基づいて、抗張力σ
B の推定値としての抗張力σB'を、硬さＨB と硬さ係数
ｍ’とから算出する。具体的には、 式 σB'＝ｍ’×
ＨB により抗張力σB'を算出する。この硬さ係数ｍ
は、従来は主として鋳物状態（ＦＣＤ，ＦＣＶ，ＦＣ）
の分類に用いられていたものであり、面倒な真の黒鉛球
状化率の測定を、それよりは容易な引っ張り破壊試験に
基づく算出・推定によって代用せんとするものである。
この実施例では、実験結果に基づいてその役割が拡張さ
れ、その関係から上記の如く抗張力σB'が算出される。The σB 'calculation procedure 540c is based on the defining equation of the hardness coefficient m, that is, (m = σB / HB).
A tensile strength σB ′ as an estimated value of B is calculated from the hardness HB and the hardness coefficient m ′. Specifically, the equation σB ′ = m ′ ×
The tensile strength σB 'is calculated from HB. This hardness coefficient m
Is mainly cast in the past (FCD, FCV, FC)
It was used for the classification, and instead of the tedious measurement of the true graphite spheroidization rate, it is used as a substitute for the calculation and estimation based on the tensile fracture test, which is easier than that.
In this embodiment, its role is expanded based on the experimental result, and the tensile strength σB ′ is calculated from the relationship as described above.

【００３３】このような構成の下で、鋳物の抗張力を測
定するには、先ず、モード１（鋼音速設定モード）で鋼
材の音速を一旦測定しておき、次に、モード２（鋳物の
抗張力測定モード）で鋳物製品を次々に処理する。詳述
すると、先ず、なるべく鋳物製品と同一の形状の鋼材を
被検体１ａとして準備する。そして、メインプログラム
５５０にモード１の処理を指示する。このモード１で
は、メインプログラム５５０によって音速測定プログラ
ム５１が起動されて記憶域Ｖに鋼材の音速が得られる。
そして、メインプログラム５５０によって起動された鋼
音速設定プログラム５１１が、その鋼材の音速を記憶域
Ｖｍに設定する。なお、前日等に同一条件の鋼音速が測
定済みの場合には、この測定を省略して記憶域Ｖｍにキ
ーボード７から入力した既定値の鋼音速を設定してもよ
い。In order to measure the tensile strength of a casting under such a structure, first, the sound velocity of steel is once measured in mode 1 (steel sound velocity setting mode), and then in mode 2 (tensile strength of casting). The casting products are processed one after another in the measuring mode). More specifically, first, a steel material having the same shape as that of the cast product is prepared as the subject 1a. Then, the main program 550 is instructed to perform the mode 1 processing. In mode 1, the main program 550 activates the sound velocity measurement program 51 to obtain the sound velocity of the steel material in the storage area V.
Then, the steel sound velocity setting program 511 started by the main program 550 sets the sound velocity of the steel material in the storage area Vm. If the steel sonic velocity under the same conditions has been measured on the previous day or the like, this measurement may be omitted and a preset steel sonic velocity input from the keyboard 7 may be set in the storage area Vm.

【００３４】次に、鋳物製品の１つを被検体１ａとす
る。そして、メインプログラム５５０にモード２の処理
を指示する。このモード２では、第１ステップとして、
鋳物被検体１ａの炭素含有率（これは鋳造時のデータの
１つとして既知である）がキーボード７を介して入力さ
れ、記憶域（Ｃ）に設定される。なお、この入力を省略
すると、直前の被検体のものと同一炭素含有率として処
理される。Next, one of the cast products is used as the subject 1a. Then, the main program 550 is instructed to perform mode 2 processing. In this mode 2, as the first step,
The carbon content (which is known as one of the data during casting) of the casting test object 1a is input via the keyboard 7 and set in the storage area (C). If this input is omitted, the same carbon content as that of the immediately preceding subject will be processed.

【００３５】続く第２ステップとして、メインプログラ
ム５５０によって音速測定プログラム５１が起動され
て、記憶域Ｖにその鋳物製品の音速が得られる。なお、
被検体１ａが鋳放し状態の場合はこのままでよいが、例
えば、焼鈍が施された鋳物の場合には１３０（ｍ／ｓ）
を、焼準が施された鋳物の場合には例えば４００（ｍ／
ｓ）を補正値として記憶域Ｖの音速値に加算する。この
補正により算出値の確度が一層向上する。それから第３
ステップとして、メインプログラム５５０によって起動
された音速正規化プログラム５１２が、その鋳物製品の
音速（Ｖ）と鋼音速（Ｖｍ）とから音速比を算出して記
憶域（Ｖ／Ｖｍ）に設定する。As the subsequent second step, the sound velocity measuring program 51 is started by the main program 550, and the sound velocity of the casting product is obtained in the storage area V. In addition,
If the test object 1a is in an as-cast state, this may be left as it is, but for example, in the case of an annealed casting, 130 (m / s)
In the case of a normalized casting, for example, 400 (m /
s) is added as a correction value to the sound velocity value in the storage area V. This correction further improves the accuracy of the calculated value. Then the third
As a step, the sound velocity normalization program 512 started by the main program 550 calculates the sound velocity ratio from the sound velocity (V) of the casting product and the steel sound velocity (Vm) and sets it in the storage area (V / Vm).

【００３６】引き続き第４ステップとして、別途硬さ試
験機で測定された被検体１ａのブリネル硬さがキーボー
ド７を介して入力され、記憶域ＨB に設定される。そし
て、抗張力算出プログラム５４０がメインプログラム５
５０により起動される。抗張力算出プログラム５４０
は、α’算出手順５４０ａ、ｍ’算出手順５４０ｂ、σ
B'算出手順５４０ｃをこの順に実行して、被検体１ａに
ついて測定された音速比（Ｖ／Ｖｍ）と炭素含有率
（Ｃ）とブリネル硬さ（ＨB ）とから抗張力を算出す
る。この算出された抗張力はＲＡＭ６の記憶域σB'に記
憶される。Subsequently, as a fourth step, the Brinell hardness of the subject 1a, which is separately measured by the hardness tester, is input through the keyboard 7 and set in the storage area HB. Then, the tensile strength calculation program 540 is the main program 5
It is activated by 50. Tensile strength calculation program 540
Is α ′ calculation procedure 540a, m ′ calculation procedure 540b, σ
The B'calculation procedure 540c is executed in this order, and the tensile strength is calculated from the sound velocity ratio (V / Vm), the carbon content (C), and the Brinell hardness (HB) measured for the subject 1a. The calculated tensile strength is stored in the storage area σB ′ of the RAM 6.

【００３７】第４ステップを詳述すると、先ず、α’算
出手順５４０ａにより音速比（Ｖ／Ｖｍ）と炭素含有率
（Ｃ）とから指標値α’が算出される。なお、このα’
算出に際し、 Ｃ ＜ （９．０４９５−７．１１８９×（Ｖ／Ｖ
ｍ）） の場合には、 式 ８．７９９５−７．１１８９×（Ｖ／Ｖｍ） の値により炭素含有率（Ｃ）を置き換えておく。上記の
条件は、鼠鋳鉄（ＦＣ）の中でも特に典型的なものに該
当する場合であり、このＣについての補正により算出値
の確度が一層向上する。Explaining the fourth step in detail, first, the index value α'is calculated from the sound velocity ratio (V / Vm) and the carbon content (C) by the α'calculation procedure 540a. Note that this α '
In the calculation, C <(9.0495−7.1189 × (V / V
In the case of m)), the carbon content (C) is replaced by the value of the formula 8.7995-7.1189 × (V / Vm). The above condition is a case that is particularly typical of gray cast iron (FC), and the correction of this C further improves the accuracy of the calculated value.

【００３８】次に、ｍ’算出手順５４０ｂにより、硬さ
係数ｍ’が上記のα’から算出される。そして、上記で
判定済みの鼠鋳鉄の場合を除いて、指標値α’又は硬さ
係数ｍ’の値に基づいて鋳物状態の分類が行われる。例
えば、ｍ’に応じて、０．２７≦ｍ’ であ
れば球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）と判定し、０．２２≦ｍ’
＜０．２７ であれば芋虫状黒鉛鋳鉄（ＦＣＶ）と判定
し、ｍ’＜０．２２ であれば片状黒鉛鋳鉄
（ＦＣＤ）と判定する。Next, the hardness coefficient m'is calculated from the above α'in the m'calculation procedure 540b. Then, except for the case of the gray cast iron that has been judged above, the casting state is classified based on the index value α ′ or the hardness coefficient m ′. For example, if 0.27 ≦ m ′ according to m ′, it is determined to be spheroidal graphite cast iron (FCD), and 0.22 ≦ m ′.
If <0.27, it is determined to be caterpillar graphite cast iron (FCV), and if m ′ <0.22, it is determined to be flake graphite cast iron (FCD).

【００３９】最後に、σB'算出手順５４０ｃにより上記
の硬さ係数ｍ’とブリネル硬さ（ＨB ）とから抗張力
（σB'）が算出される。このようにして算出された抗張
力（σB'）と、引っ張り試験により直接測定された抗張
力（σB ）との対応関係を図３に示す。この図からも明
らかなように、この超音波測定装置により算出された鋳
物の抗張力は、極めて高い確度を有するものである。例
えば、分散に基づく推定精度は２．１５（ｋｇｆ／mm
² ）であり、これは、鋼を用いた設計において広く使用
されている鋼の焼準，焼鈍材における推定精度１．９３
（ｋｇｆ／mm² ）に匹敵し、やはり広く使用されている
鋼の焼入焼戻し材における推定精度３．４１（ｋｇｆ／
mm² ）よりも大幅に優れている。Finally, the tensile strength (σB ') is calculated from the hardness coefficient m'and the Brinell hardness (HB) by the σB' calculation procedure 540c. FIG. 3 shows the correspondence between the tensile strength (σB ′) calculated in this way and the tensile strength (σB) directly measured by the tensile test. As is clear from this figure, the tensile strength of the casting calculated by this ultrasonic measuring device has extremely high accuracy. For example, the estimation accuracy based on variance is 2.15 (kgf / mm
² ), which is an estimated accuracy of 1.93 for normalizing and annealing steel that is widely used in designing steel.
Equivalent to (kgf / mm ² ), the estimated accuracy of the quenching and tempering material for steel, which is also widely used, is 3.41 (kgf /
mm ²⁾ is significantly better than.

【００４０】この抗張力（σB'）が鋳物状態（ＦＣＤ，
ＦＣＶ，ＦＣ）とともに、測定分析の結果としてメイン
プログラム５５０によりＣＲＴ８に表示される。これに
より、例えば、抗張力や靱性の大きい球状黒鉛鋳鉄を製
造すべくその成分等を調整したものが、処理時間の遅れ
等の結果として、抗張力が不足していることや、場合に
よっては強度の足りないＣＶ鋳鉄や片状鋳鉄となったこ
となどを、確実に非破壊で検出することができる。This tensile strength (σB ') is the casting state (FCD,
FCV, FC) and the result of measurement and analysis are displayed on the CRT 8 by the main program 550. As a result, for example, those whose components are adjusted to produce spheroidal graphite cast iron having high tensile strength and toughness have insufficient tensile strength as a result of a delay in processing time, and in some cases have insufficient strength. It is possible to reliably and nondestructively detect that there is no CV cast iron or flaky cast iron.

【００４１】このようにして、非破壊で容易に、１つの
鋳物についての鋳物の抗張力の測定・算出が高い信頼性
で行われる。また、鋼材についての音速測定は一度行っ
ておけばよいので、以後は、次々と残りの鋳物製品を被
検体１ａとして、それらについての鋳物状態の分析や抗
張力の測定を行うことができる。In this way, the tensile strength of a casting for one casting can be easily measured non-destructively with high reliability. Further, since it is only necessary to perform the sound velocity measurement once on the steel material, it is possible to analyze the casting state and measure the tensile strength of the remaining casting products one after another as the test object 1a.

【００４２】なお、音速正規化のための基準値は、いわ
ゆる鋳物のマトリックス（基地）と同じ状態の鋼材につ
いてのものが望ましいが、算出手順作成時と実測定時と
で統一がとれていれば、他の金属であってもよい。もっ
とも、炭素含有率等と硬さと音速とに基づいて分析や算
出を行う場合には、鋼音速設定プログラム５１１や音速
正規化プログラム５１２等は必要がなく、上記の実施例
から鋼に関する処理等を除けばよいので、その詳細な説
明は割愛する。It is desirable that the reference value for the sound velocity normalization is for a steel material in the same state as the so-called casting matrix (base), but if the calculation procedure is made uniform and the actual measurement is made uniform, Other metals may be used. However, when performing analysis or calculation based on the carbon content rate, hardness, and sonic velocity, the steel sonic velocity setting program 511, the sonic velocity normalizing program 512, and the like are not necessary, and the processing related to steel from the above-described embodiment is performed. It will be omitted, so the detailed explanation is omitted.

【００４３】[0043]

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明の鋳物の抗張力測定方法および超音波測定装置にあ
っては、直接的な測定方法により求められた鋳物状態に
関して音速等と炭素含有率等とに対する実験式等が採用
される。そして、この実験式等に従って被検体の音速等
と炭素含有率等とから被検体の鋳物状態についての指標
値が算出される。さらに、この指標値と鋳物の硬さとか
ら、鋳物の抗張力が算出される。このように音速等と硬
さの他に炭素含有率等にも基づいて緻密な分析・算出が
行われるので、間接的な測定・算出でありながらも、確
度の高い推定値を得ることが可能となる。したがって、
被検体に係る鋳物の抗張力について、測定が非破壊で簡
便に行えて、しかも、その算出結果は、確度が高くて信
頼性があるという効果がある。As can be understood from the above description, in the tensile strength measuring method and ultrasonic measuring apparatus for castings according to the present invention, the sonic velocity and the carbon content in the casting state obtained by the direct measuring method are measured. Empirical formulas for etc. are adopted. Then, the index value for the cast state of the subject is calculated from the sound velocity and the carbon content of the subject and the like according to this empirical formula and the like. Further, the tensile strength of the casting is calculated from the index value and the hardness of the casting. In this way, precise analysis and calculation is performed based on the carbon content, etc. in addition to the speed of sound and hardness, so it is possible to obtain highly accurate estimated values even though it is an indirect measurement and calculation. Becomes Therefore,
With respect to the tensile strength of the casting of the subject, the non-destructive and simple measurement can be performed, and the calculation result has high accuracy and reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】図１は、この発明の構成の超音波測定装置の一
実施例であって、鋳物の抗張力を自動測定・算出する装
置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an ultrasonic measuring apparatus having the configuration of the present invention, which is an apparatus for automatically measuring and calculating the tensile strength of a casting.

【図２】図２は、算出された鋳物の指標値α’（横軸）
と、実測された硬さ係数ｍ（縦軸）との対応図である。FIG. 2 is a calculated index value α ′ of the casting (horizontal axis).
It is a corresponding diagram of the hardness coefficient m (vertical axis) actually measured.

【図３】図３は、算出された抗張力σB'（横軸）と、実
測された抗張力σB （縦軸）との対応図である。FIG. 3 is a correspondence diagram between calculated tensile strength σB ′ (horizontal axis) and actually measured tensile strength σB (vertical axis).

【図４】図４は、鋳物の黒鉛の形態および分類を例示す
る図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the morphology and classification of graphite in a casting.

【図５】図５は、鋳物の音速Ｖと黒鉛球状化率Ｓとの相
関関係を示す一例である。FIG. 5 is an example showing a correlation between a sound velocity V of a casting and a spheroidization rate S of graphite.

【図６】図６は、音速×硬さと、抗張力との対応図であ
る。FIG. 6 is a correspondence diagram of sound velocity × hardness and tensile strength.

【図７】図７は、従来の鋳物の抗張力測定装置のブロッ
ク図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional tensile strength measuring device for castings.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 超音波プローブ ２ 超音波探傷部 ３ Ｄ／Ａ変換回路 ４ バスライン ５ ＲＯＭ ６ ＲＡＭ ７ キーボード（ＫＢＤ） ８ ＣＲＴ ９ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ） ５１ 音速測定プログラム ５２ 球状化率算出プログラム ５３ 分類プログラム ５４ 抗張力算出プログラム ５５ メインプログラム ５１１ 鋼音速設定プログラム ５１２ 音速正規化プログラム ５４０ 抗張力算出プログラム ５４０ａ α’算出手順 ５４０ｂ ｍ’算出手順 ５４０ｃ σB'算出手順 ５５０ メインプログラム 1 Ultrasonic probe 2 Ultrasonic flaw detection unit 3 D / A conversion circuit 4 Bus line 5 ROM 6 RAM 7 Keyboard (KBD) 8 CRT 9 Microprocessor (MPU) 51 Sound velocity measurement program 52 Spheroidization rate calculation program 53 Classification program 54 Tensile strength Calculation program 55 Main program 511 Steel sound velocity setting program 512 Sound velocity normalization program 540 Tensile strength calculation program 540a α'calculation procedure 540b m'calculation procedure 540c σB 'calculation procedure 550 Main program

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】鋳物製被検体の音速を超音波により測定し
て前記被検体の抗張力を算出する鋳物の抗張力測定方法
において、 前記被検体の炭素含有率（又は炭素当量）と前記被検体
の硬さと前記被検体の音速とを得て、前記炭素含有率
（又は前記炭素当量）と前記硬さと前記音速とから、炭
素含有率（又は炭素当量）と硬さと音速とから抗張力を
得る関数，表又はその他の変換手段に従って、前記被検
体の抗張力を算出することを特徴とする鋳物の抗張力測
定方法。1. A method for measuring tensile strength of a casting, the method comprising: measuring the sound velocity of a casting specimen by ultrasonic waves to calculate the tensile strength of the specimen; and a carbon content (or carbon equivalent) of the specimen and the tensile strength of the specimen. Obtaining hardness and the sound velocity of the subject, from the carbon content rate (or the carbon equivalent) and the hardness and the sonic velocity, a function to obtain the tensile strength from the carbon content rate (or carbon equivalent), the hardness and the sound velocity, A tensile strength measuring method for a casting, comprising calculating the tensile strength of the subject according to a table or other conversion means. 【請求項２】炭素含有率（又は炭素当量）が既知である
鋳物製被検体の音速を超音波により測定して前記被検体
の抗張力を算出する超音波測定装置において、 炭素含有率（又は炭素当量）が既知である第１の鋳物の
硬さを測定し前記第１の鋳物の音速を前記超音波測定装
置または他の超音波測定装置により測定し前記第１の鋳
物の抗張力を測定して得た複数の第１の鋳物についての
第１の鋳物の炭素含有率（又は炭素当量）と第１の鋳物
の硬さと第１の鋳物の音速とから鋳物の抗張力を得る関
数，表又はその他の変換手段と、前記被検体の炭素含有
率（又は炭素当量）と前記被検体の硬さと前記被検体の
音速と前記関数，表又はその他の変換手段とにより鋳物
の抗張力を算出する抗張力算出手段と、を備え、 前記被検体の炭素含有率（又は炭素当量）が入力され前
記被検体の硬さが入力され又は測定され前記被検体の音
速が超音波により測定されて前記抗張力算出手段により
前記被検体の抗張力が算出されることを特徴とする超音
波測定装置。2. An ultrasonic measuring device for calculating the tensile strength of a specimen by measuring the sound velocity of a casting specimen having a known carbon content (or carbon equivalent) with ultrasonic waves. (Equivalent weight) is known, the hardness of the first casting is measured, the sound velocity of the first casting is measured by the ultrasonic measuring device or another ultrasonic measuring device, and the tensile strength of the first casting is measured. A function, a table or other function for obtaining the tensile strength of the casting from the carbon content (or carbon equivalent) of the first casting, the hardness of the first casting and the sound velocity of the first casting for the obtained plurality of first castings A converting means, a carbon content rate (or carbon equivalent) of the subject, a hardness of the subject, a sound velocity of the subject, the function, a tensile strength calculating means for calculating the tensile strength of the casting by the other converting means; , And the carbon content of the subject (or (Equivalent weight) is input and the hardness of the subject is input or measured, the sound velocity of the subject is measured by ultrasonic waves, and the tensile strength of the subject is calculated by the tensile strength calculation means. Sound wave measuring device. 【請求項３】炭素含有率（又は炭素当量）が既知である
鋳物製被検体の音速を超音波により測定して前記被検体
の抗張力を算出する超音波測定装置において、 炭素含有率（又は炭素当量）が既知である第１の鋳物の
硬さを測定し第１の鋳物の音速を前記超音波測定装置ま
たは他の超音波測定装置により測定し前記第１の鋳物に
対応する第１の鋼材の音速を前記第１の鋳物の音速の測
定に用いた測定装置で超音波により測定し前記第１の鋳
物の音速と前記第１の鋼材の音速との比を第１の音速比
として得てかつ前記第１の鋳物の抗張力を測定して得た
複数の第１の鋳物の炭素含有率（又は炭素当量）と第１
の鋳物の硬さと第１の鋳物の音速比とから鋳物の抗張力
を得る関数，表又はその他の変換手段と、超音波測定に
より得られた音速を入力しこれを基準音速とする基準音
速設定手段と、前記被検体の音速と前記基準音速との比
を第２の音速比とし前記被検体の炭素含有率（又は炭素
当量）と前記被検体の硬さと前記第２の音速比と前記関
数，表又はその他の変換手段とにより鋳物の抗張力を算
出する抗張力算出手段と、を備え、 前記被検体に対応する第２の鋼材の音速が超音波により
測定されこの第２の鋼材の音速が前記基準音速設定手段
により前記基準値として設定され、前記被検体の炭素含
有率（又は炭素当量）が入力され前記被検体の硬さが入
力され又は測定され前記被検体の音速が超音波により測
定されこの被検体の音速と前記基準音速との比が前記第
２の音速比とされて前記抗張力算出手段により前記被検
体の抗張力が算出されることを特徴とする超音波測定装
置。3. An ultrasonic measuring device for calculating the tensile strength of a test object made of a casting, the carbon content rate (or carbon equivalent) of which is known, by ultrasonic waves. A first steel material corresponding to the first casting by measuring the hardness of the first casting whose equivalent weight is known and measuring the sound velocity of the first casting with the ultrasonic measuring device or another ultrasonic measuring device. Sound velocity is measured by ultrasonic waves with the measuring device used for measuring the sound velocity of the first casting, and a ratio of the sound velocity of the first casting and the sound velocity of the first steel material is obtained as a first sound velocity ratio. And the carbon content (or carbon equivalent) of the plurality of first castings obtained by measuring the tensile strength of the first casting and the first casting
, A table or other conversion means for obtaining the tensile strength of the casting from the hardness of the casting and the sound velocity ratio of the first casting, and a reference sound velocity setting means for inputting the sound velocity obtained by ultrasonic measurement and setting it as the reference sound velocity. And a ratio of the sound velocity of the subject to the reference sound velocity is a second sound velocity ratio, the carbon content rate (or carbon equivalent) of the subject, the hardness of the subject, the second sound velocity ratio, and the function, A tensile strength calculation means for calculating the tensile strength of the casting by a table or other conversion means, and the sound velocity of the second steel material corresponding to the subject is measured by ultrasonic waves, and the sound velocity of the second steel material is the reference. This is set as the reference value by the sound velocity setting means, the carbon content rate (or carbon equivalent) of the subject is input, the hardness of the subject is input or measured, and the sound velocity of the subject is measured by ultrasonic waves. Sound velocity of the subject and the reference sound An ultrasonic measuring apparatus, wherein a ratio with a speed is set to the second sound speed ratio and the tensile strength of the subject is calculated by the tensile strength calculation means. 【請求項４】炭素含有率（又は炭素当量）が既知である
鋳物製被検体の音速を超音波により測定して前記被検体
の抗張力を算出する超音波測定装置において、 第１の変数をＣとし第２の変数をＲとし第３の変数をＨ
としたときに、第１の中間値ρが式ρ＝８．４３５−
０．３７４×Ｃにより算出され、第２の中間値ｆｇが式
ｆｇ＝１．０９５−０．１３９５×ρにより算出され、
第３の中間値α’が式α’＝（Ｒ^-2×（７．８６／ρ）
−１）／ｆｇにより算出され、第４の中間値ｍ’が所定
の条件で選択的に適用される実験式ｍ’＝０．３９２０
−０．０５１２×α’，ｍ’＝０．２３０６，ｍ’＝
０．３０００−０．０１７３×α’の何れかに従って算
出され、求める関数値が式ｍ’×Ｈにより算出される関
数又は前記各式と同等な式に基づくその他の変換手段
と、 超音波により測定された前記被検体に対応する鋼材の音
速を基準音速とする基準音速設定手段と、 入力された前記被検体の炭素含有率（又は炭素当量）を
前記第１の変数Ｃの値とし、超音波により測定された前
記被検体の音速と前記基準音速との音速比を前記第２の
変数Ｒの値とし、入力された又は測定された前記被検体
の硬さを前記第３の変数Ｈの値として、前記関数又は前
記変換手段により鋳物の抗張力を算出する抗張力算出手
段と、 を備え、前記抗張力算出手段により前記炭素含有率（又
は炭素当量）と前記音速比と前記硬さとから前記被検体
の抗張力が算出されることを特徴とする超音波測定装
置。4. An ultrasonic measuring apparatus for calculating the tensile strength of a test object made of a casting, the carbon content rate (or carbon equivalent) of which is known, by ultrasonic wave, and the first variable is C. And the second variable is R and the third variable is H
, The first intermediate value ρ is expressed by the equation ρ = 8.435.
0.374 × C, and the second intermediate value fg is calculated by the formula fg = 1.095−0.1395 × ρ,
The third intermediate value α ′ is the expression α ′ = (R ⁻² × (7.86 / ρ))
-1) / fg, and an empirical formula m '= 0.3920 in which the fourth intermediate value m'is selectively applied under predetermined conditions.
−0.0512 × α ′, m ′ = 0.2306, m ′ =
0.3000-0.0173 × α ′, and a function whose calculated function value is calculated by the formula m ′ × H or other conversion means based on a formula equivalent to each of the above formulas and ultrasonic waves A reference sound velocity setting means for setting the measured sound velocity of the steel material corresponding to the subject as a reference sound velocity, and the input carbon content (or carbon equivalent) of the subject as the value of the first variable C, The sound velocity ratio between the sound velocity of the subject measured by a sound wave and the reference sound velocity is set to the value of the second variable R, and the hardness of the input or measured subject is set to the third variable H. As a value, the tensile strength calculation means for calculating the tensile strength of the casting by the function or the conversion means, and the test object from the carbon content rate (or carbon equivalent), the sound velocity ratio and the hardness by the tensile strength calculation means. The tensile strength of Ultrasonic measuring apparatus according to claim.