Evaluation of Local Creep Properties in Weld Joints of Ferritic Heat-Resistant Steels and Control of Creep Strength by Microstructural Modification
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20H02466
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
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| Keywords | 高Crフェライト系耐熱鋼 / 溶接継手 / 溶接熱影響部 / クリープ変形 / ラスマルテンサイト / 電子顕微鏡 / 結晶方位解析 / デジタル画像相関法 / フェライト系耐熱鋼 / クリープ / 組織解析 |
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| Outline of Research at the Start |
火力発電ボイラ蒸気配管の主要構成部材である高Crフェライト系耐熱鋼の使用寿命は、わずか数mmほどの幅しかない溶接熱影響部のクリープ強度によって支配されている。本研究では、多角的組織解析手法により溶接熱影響部の微細組織を明確に捉えつつ、その部分の局所的なクリープ変形挙動を直接的に評価する。それらの結果から、溶接熱影響部のクリープ変形機構・破壊機構の学理を構築する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, the microstructure of HAZ was clearly captured by a multi-dimensional microstructural analysis method, and the local creep deformation behavior in HAZ was directly evaluated by combining Digital Image Correlation and high temperature creep test methods. A quantitative classification method for microstructures in HAZ was developed by quantitatively evaluating the martensitic microstructure, which is the matrix phase, and precipitates dispersed in the microstructure. By applying this quantitative classification method to specimens after creep deformation, the locations of concentrated voids were identified, which were found to be closely related to the precipitation density of carbides. In addition, the creep test method developed in this study succeeded in specifically identifying the locations where creep strain was concentrated within the welded joint.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高温用構造材料の多くは、構造物の中に組み込まれる際に溶接を必要とする。溶接継手の高温での寿命は、溶接時に形成する溶接熱影響部によって支配され、強度が半分ほどに激減することもある。したがって、溶接継手の高温変形機構とその破壊機構を理解し制御することは、安全安心に長時間にわたって材料を使用する観点から極めて重要である。本研究で確立した組織区分法と局所変形挙動解析手法は、溶接継手の変形と破壊の学理を議論する上で貴重なデータを創出できる有用な実験手法であり、学術的意義・社会的意義が高い。
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Report
(4 results)
Research Products
(7 results)
