2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23360296
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
丸山 公一 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (90108465)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 純也 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60613031)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 耐熱材料 / 高クロム鋼 / クリープ変形 / クリープ破壊 / 組織劣化 / 損傷 / 寿命評価 / 長寿命化 |
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| Research Abstract |
本研究は，高クロムフェライト耐熱鋼を対象とし，1)長時間強度評価の高精度化，および2)高温クリープ損傷プロセスの解明を目的とする。平成25年度は，長時間強度評価の高精度化を中心に研究を行い，次の成果を得た。
1. クリープ寿命過大評価の原因： 我々は，短時間試験で得たクリープ寿命trを，応力σと温度Tの関数として次式を使って定量化する。tr = f(σ) exp(Q/RT) (f(σ)：応力の関数。Q：活性化エネルギー，R ：気体定数)。高クロムフェライト鋼では，「Q値が不変」という解析式の前提に反して，長時間側でQ値が低下することがよくある。それが寿命過大評価の主原因であることを明らかにした。また、この挙動は多くの実用高クロムフェライト鋼に共通するものであることも示した。
2. 長時間クリープ寿命評価の検証： 25000時間までのGr.122鋼の実測クリープ寿命データを，Q値の低下を考慮して解析する領域区分法を使って解析し，長時間寿命を予測した。この予測を，最近報告された同じ材料の50000時間までの寿命測定結果を用いて検証した。実測値は予測とよく一致し，領域区分法は高精度で長時間クリープ寿命を予測できることを実証した。
3. 現行の長時間クリープ寿命評価法の検討： 現状では，長時間側でQ値が低下することを十分には考慮せず，500時間より長時間のクリープ寿命データや，0.2％耐力の半分以下の応力で試験したクリープ寿命データを使って，実使用条件(600℃，100000時間付近)のクリープ寿命を評価している。しかしこれらの従来法では，全データを使うよりは改善されるが，まだクリープ寿命をかなり過大評価することを，Gr.122鋼を例にとって明らかにした。このことから，現行のクリープ寿命評価は改善が必要なことを提案した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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