ものづくりのための超音波非破壊材料評価・検査

説明

欠陥検出を目的とする超音波探傷以外に、材料特性や微細な介在物、ボイド、マイクロクラックなどの検出・評価を目的とする超音波非破壊材料評価研究が大学・研究機関で進められている。しかし、産業界における超音波材料評価の利用は、鉄鋼業界を除き、まだ一般的でない。また、そのための入門的図書も極めて少ない。近年欧米では、ほぼ毎年超音波を含む非破壊検査・評価に関する図書が出版されているが、日本では２０００年以降２冊しか出版されていない。

このような状況を考慮して、本書では、ものづくり、特に自動車およびその部品メーカーの開発・生産技術者、材料強度、特に材料特性の非破壊評価・検査に関心を持つ機械系学生・大学院生を対象として、超音波非破壊検査・評価技術の最新技術、自動車部品の開発および製造工程に超音波非破壊検査を導入する際に必要な超音波計測技術の基礎、材料特性の超音波非破壊評価の基礎技術を紹介する。

自動車関連企業において、開発・試作段階、抜取り検査あるいは生産ラインに超音波非破壊検査装置を導入する際には、超音波機器メーカーと相談して、最適設備と関連ソフトウェアを購入することになろう。しかし、製品のモデルチェンジに対応する最適測定条件の設定、それに対応するソフトウェアの作成などについては、個々の製品の開発技術者あるいは生産技術者の主導が不可欠であり、そのためには超音波非破壊検査・評価の基礎概念と基本技術が必要となる。

本書では、教科書形式（基礎理論→各論→適用例）の記述ではなく、開発・生産技術者にとって必要な問題解決形式、すなわち、解決したい課題→その解決に有効と考えられる技術の選択→技術の基礎概念→適用例の順序で記述する。 第１章では、ものづくり、特に自動車用構造部品製造における非破壊評価・検査が要求される分野、第２章ではそこで評価・検出すべき対象、第３章では、現在の超音波非破壊試験（評価・検査）技術の概要、第４章では超音波計測の基礎となる超音波伝搬理論の概略、超音波検査・評価技術の基礎、第５章では超音波測定系、第６章ではそのための測定機器、第７章では小物部品接合部の微細損傷や弱結合部の検出に不可欠な微細欠陥の画像化技術について述べる。第８章では、密着き裂や介在物を高調波（入射周波数の整数倍の周波数を持つ波）を用いて検出・画像化する新しい超音波技術を紹介、第９章以降では、自動車部品製造に関連する、超音波材料特性評価、微細損傷・欠陥評価、き裂の画像化などの超音波非破壊評価例を紹介する。

ただし、高調波画像法、非線形超音波測定法、空気超音波法などは研究室レベルでは再現性のある結果が得られるようになった段階であり、産業分野に適用するためには、測定方法、測定装置、標準試験片など、多くの課題を解決する必要がある。前述のように、薄肉の自動車部品に対し、数ｍｍより大きな欠陥検出を目的とする従来の超音波探傷法を適用することは極めて困難であるので、本書ではこれに関する説明を省く。関心のある人は第１章の参考文献を参照されたい。