2014 Fiscal Year Research-status Report
SPCおよびMC試験片による高温構造物の高効率寿命/余寿命診断システム
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26420007
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
小林 謙一 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50114278)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | クリープ / 微小試験片 / SPC試験 / MC試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長期間の負荷を受けて劣化/損傷した高温構造部材のクリープ強度を各種微小試験片で求め，余寿命評価への適用性を探る。本研究では，微小丸棒試験片，微小平板試験片およびディスク試験片を用いたクリープ試験法を対象とし，社会的インフラの保守管理に寄与することを目的としている。
最初に低合金綱･処女材を用いて，各クリープ試験の有効性を検証した。JIS規格外となる直径2mmの微小丸棒試験による単軸クリープ(MC)試験では，通常寸法の試験片によるクリープ強度とほぼ遜色ない実験結果が得られた。また，上記の微小丸棒試験片を採取できない部位を想定して，板厚1mm以下の微小平板試験片を作製して，同一材料･同一条件でMC試験を実施した。その結果，クリープ強度は微小丸棒および通常丸棒試験片による結果とほぼ同様となった。ただし破断延性については試験片形状への依存性が認められた。
単軸クリープ試験とは別に，体積比が通常の単軸クリープ試験片の約1/300となるスモール･パンチ･クリープ(SPC)試験片を用いた一連のSPC試験を実施した。本試験では，実験結果に影響するパラメータのうち，特に負荷ボール径(φ=1mm, 2mm)を変えて，SPC試験を行った。SPC試験での負荷荷重Pと単軸クリープ試験での初期応力σの関係(P/σ)は，負荷ボール直径に依存するものの，破断時間と共に漸減することが分かった。
次いでステンレス鋼を用いてSPC試験を実施した。一定の試験荷重で破断時間のバラツキついて検討した結果，破断寿命は，負荷ボールが貫通する下穴径k
中心とSPクリープ試験片の中心との位置ズレに依存するを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り，微小丸棒試験片，微小平滑試験片，SPクリープ試験片を用いた各クリープ試験を実施して，試験結果の相違性と相関について確認した。予変形材や経年劣化材を入手した後，上記の各試験片を製作し，次年度の実験準備をした。
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| Strategy for Future Research Activity |
クリープ試験は概ね1000時間(約40日間)を必要とする。各試験の効率を上げるため，微小丸棒試験および微小平滑試験片によるMC試験を実施できるクリープ試験機を増設する。26年度にその試験機を設計したので，部品製作および組み立て，その性能を確認してから同クリープ試験データの蓄積を行う。
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| Causes of Carryover |
微小丸棒試験片または微小平滑試験片を使用する，新規のMC試験機を設計製作する予定であった。試験片への酸化膜形成を防止するため，試験雰囲気を非酸化雰囲気とする必要がある。ここで，試験環境を真空とするかArガス中とするかを確定できなかった。その結果，MC試験機･各部品の設計に手間取ったため，年度内にMC試験機の設計が完了しなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰り越した費用は，27年度に増設する新規MC試験機の主要部品となる｢加熱電気炉｣に充当させる。
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