1999 Fiscal Year Annual Research Report
微小試験片を用いた高温構造材料クリープ劣化診断技術の開発-新しいSPクリープ試験法の確立とその応用
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11555026
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
橋田 俊之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40180814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
駒崎 慎一 秋田大学, システム科学技術学部, 助手
川崎 亮 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50177664)
庄司 哲雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80091700)
岡田 郁生 三菱重工業株式会社, 高砂研究所, 主任(研究職)
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| Keywords | SPクリープ試験法 / ガスタービン翼部材 / ボイラー部材 / 高温材料 / クリープひずみ速度 / 2軸変形 / クリープ劣化 / ラーソン-ミラーパラメーター |
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| Research Abstract |
平成11年度にはスモールパンチ(SP)クリープ試験法の基礎を整備する目的のために,以下の研究(1-3)を行った。
研究(1)1500℃級SPクリープ試験装置の開発
ガスタービン用高温部材を対象としたSPクリープ試験装置の設計・開発を行った。温度1500℃,荷重容量100kgfの高温SPクリープ装置を試作し,その性能を確認した。これにより,真空中ならびに大気中における1500℃級SPクリープ試験を可能にした。特に真空中における予備的試験では,試験片の酸化を抑制でき,薄い試験片を用いる本SPクリープ試験で高温クリープ特性を評価しうる見通しを得た。
研究(2)SPクリープにおける応力・ひずみ解析
SPクリープ試験片は,周辺が固定支持され試験片の中央に集中荷重を受ける。クリープに伴う変形過程を把握することを目的として,中断試験を実施することによりクリープ変形状態を追跡した。これにより,SPクリープ変形においては曲げ変形ではなく2軸の張り出し変形が主たる変形モードであることを明らかにした。これは,SPクリープ変形からクリープひずみを推定する上で基礎となる知見である。
研究(3)一軸クリープ試験との相関関係の検討
種々の応力,温度下でSPクリープ試験を実施し変位-時間曲線のデータを取得した。SPクリープ試験により得られた変位-時間曲線は,一軸クリープ試験と類似の一次から三次クリープ曲線を示すこと,ならびに二次クリープ変形速度から得られた活性化エネルギーは一軸クリープの値と比較的近いものであることを見出した。SPクリープ試験の変位-時間曲線をひずみ-時間曲線に変換するための検討が今後の課題となっている。
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