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限界設計を目指した耐熱構造材料の設計規格の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 13555182
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

丸山 公一  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (90108465)

研究分担者 鈴木 真由美  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助手 (20292245)
阿部 冨士雄  独立行政法人 物質・材料研究機構, フロンティア構造材料研究センター・評価ステーション第3ユニット, リーダー(研究職)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2002年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2001年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
キーワード高温構造材料 / 許容応力 / 高温クリープ / クリープ破壊 / 非破壊的余寿命 / 余寿命 / 長時間挿入 / 材料リスク評価 / 非破壊的寿命評価 / 長時間外挿 / 寿命評価
研究概要

火力発電プラントなどの高温高圧機器に使う材料には,安全率を低減し,より厳しい条件で使うことが望まれている。しかし。材料特性の不確実さのために,現状の安全率は大きい値のままである。本研究では,材料特性の不確実さを生ずる3つの例について検討し,以下の成果を得た。
1 長時間クリープ特性の評価
破壊機構変化のために変化にともなって,クリープ破断時間の温度依存性が変化することがある。この活性化エネルギー変化を無視する従来の外挿手法では,長時間の材料性能を過大評価することになる。SUS316鋼の解析の結果,ヒート間差,外挿に伴う誤差と材料性能本来のばらつきが,それぞれ長時間特性の不確実性に3:3:2の割合で寄与していることが分かった。
2 先進高Crフェライト鋼母材での早期破断
先進高Crフェライト鋼は,短時間側では粒内破壊し,長時間側では粒界破壊へ遷移する。この破壊モード変化のために,短時間試験結果に基づいて,長時間特性を予測すること際に誤差が導入される。粒界破壊はクリープキャビティの成長合体でおきる。キャビティは粗大析出物(Fe_2W, M_<23>C_6)を起点として発生する。したがって,析出物の成長を測定することが破壊モード変化の目安を与える。
3 先進高Crフェライト鋼溶接熱影響部での早期破断
溶接部のタイプIV破壊は高Crフェライト鋼溶接継手の早期破断の重大な原因である。クリープキャビティは,粗大なM_<23>C_6炭化物粒子に発生し,2相HAZ部でのクリープ変形に誘起されて成長する。したがって,M_<23>C_6炭化物の成長の計測がタイプIV破壊の予知に役立つ。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] K.Maruyama: "Strengthening Mechanisms of Creep Resistant Tempered Martensitic Steel"ISIJ International. 41・6. 641-653 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 丸山 公一: "高温クリープ研究の現状と課題"金属. 71・9. 899-902 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 李 在勝: "Mod.9Cr-1Mo鋼の溶接熱影響部でのキャビティ発生機構"日本学術振興会第123委員会報告. 44・3. 249-254 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Y.Kim: "Stability of lamellar microstructure of hard oriented PST crystal of TiAl alloy"Acta Materialia. 51・8. 2191-2204 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S.Lee: "Microstructural Characterization of Type IV Failure in Weldment of a Mod.9Cr-1Mo Steel"Proceedings of Failure 2004. 211-223 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S.Lee: "Correlation between Premature Failure and Laves Phase Growth in 9Cr-1.8W-O.5Mo-VNb Steel"Proceedings of 2^<nd> International Conference on Advanced Structural Steels. 838-842 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maruyama: "Strengthening Mechanisms of Creep Resistant Tempered Martensitic Steel"ISIJ International. Vol.41, No.6. 641-653 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maruyama: "State of the Art and Unsolved Problems on High Temperature Creep"Kinzoku. Vol.71, No.9. 899-902 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S.Lee: "Cavity formation mechanism in HAZ of a Report of the 123rd Committee welded Mod.9Cr-1Mo steel"Report of the 123rd Committee on Heat-Resisting Metals and Alloys, JSPS. Vol.44, No.3. 249-254 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Y.Kim: "Stability of lamellar microstructure of hard oriented PST crystal of TiAl alloy"Materialia. Vol.51, No.8. 2191-2204 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S.Lee: "Microstructural Characterization of Type IV Failure in Weldment of a Mod.9Cr-1Mo Steel"Proceedings of Failure 2004. 211-223 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S.Lee: "Correlation between Premature Failure and Laves Phase Growth in 9Cr-1.8W-0.5Mo-VNb Steel"Proceedings of 2^<nd> International Conference on Advanced Structural Steels. 838-842 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 李 在勝: "Mod.9Cr-1Mo鋼の溶接部でのキャビティ発生機構"材料とプロセス. 16・6. 1575-1575 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 李 在勝: "Mod.9Cr-1Mo鋼の溶接熱影響部でのキャビティ発生機構"日本学術振興会第123委員会報告. 44・3. 249-254 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Y.Kim: "Stability of lamellar microstructure of hard oriented PST crystal of TiAl alloy"Acta Materialia. 51・8. 2191-2204 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hee Y.Kim: "Microstructural Stability during Creep Deformation of Hard-oriented Polysynthetically Twined Crystal of TiAl alloy"Metallurgical and Materials Transactions. 34A・10. 2191-2198 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] J.S.Lee: "Microstructural Characterization of Type IV Failure in Weldment of a Mod.9Cr-1Mo Steel"Proceedings of Failure 2004. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] J.S.Lee: "Correlation between Premature Failure and Laves Phase Growth in 9Cr-1.8W-0.5Mo-VNb Steel"Proceedings of 2^<nd> International Conference on Advanced Structural Steels. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山公一(分担): "設備管理技術事典"産業技術サービスセンター. 8 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Maruyama: "Creep Strength of Mg Based Alloys"Metallurgical and Materials Transactions. 33A・3. 875-882 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Maruyama: "Saturation of Yield Stress and Embrittlement in Fine Lamellar TiAl Alloy"Materials Science and Engineering A. 329・331. 190-195 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hee Y.Kim: "Effect of Stress Axis Orientation on the Creep Deformation Behavior of Ti-48Al Polysynthetically Twinned (PST) Crystals"Materials Science and Engineering A. 329・331. 790-795 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hee Y.Kim: "Changes in Lamellar Microstructure by Parallel Twinning during Creep in Soft PST Crystal of TiAl Alloy"Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 12・4. 561-568 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 李在勝: "9Cr-1.8W-0.5MoVNb鋼の長時間クリープ破壊挙動"材料とプロセス. 16・3(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Y.Kim: "Stability of lamellar microstructure of hard oriented PST crystal of TiAl alloy"Acta Materialia. 51(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山公一: "電子顕微鏡法の実践と応用写真集"日本金属学会. 254 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤 誠: "焼戻しマルテンサイト系耐熱鋼の長時間クリープ試験での破断強度低下"材料とプロセス. 14・3. 513-516 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K. Maruyama: "Strengthening Mechanisms of Creep Resistant Tempered Martensitic Steel"ISIJ International. 41・6. 641-653 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H. Sato: "Detailed Examination of Creep Life Improvement by High-Temperature Pre-Creep in Binary Magnesium-Aluminum Alloys at 0.5-0.6Tm"Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures. 157-161 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A. Sekiguchi: "Void formation by thermal stress concentration at twin interfaces in Cu thin films"Applied Physics Letters. 79・9. 1264-1266 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山 公一: "高温クリープ研究の現状と課題"金属. 71・9. 899-902 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hee Y. Kim: "Deformation Structure during Creep Deformation in Soft Orientation PST Crystals"Intermetallics. 9・9. 929-935 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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