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先進耐熱材料の多軸応力下での高温損傷、破壊の予測モデル開発

研究課題

研究課題/領域番号 26420036
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

田淵 正明  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (60354239)

研究分担者 本郷 宏通  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 嘱託職員 (40354237)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード耐熱材料 / USCプラント / クリープ / 溶接継手 / 損傷評価 / 破壊力学 / 損傷力学 / 高効率火力発電 / 材料力学 / 高温材料 / A-USCプラント
研究成果の概要

CO2排出量削減のために火力発電プラントの高効率化が進められている。本研究では、USCプラントで使用される高Cr鋼の溶接継手の30000h~70000hのクリープ破断データを取得し、HAZだけでなく溶接金属にも損傷が発生することを明らかにした。溶接金属は析出数や粒界被覆率が低いため10000hを過ぎると急に組織が回復し、硬さが低下することを明らかにした。溶接継手の破壊を予測するための計算解析システムの開発・改良を行い、実験結果を良く予測できる方法を提案した。次世代A-USCプラントで使用される改良型高Cr鋼の強度発現機構、き裂進展特性、異材溶接部のクリープ強度と破壊のメカニズムを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Gr.91鋼溶接継手の長時間クリープ強度と破壊2017

    • 著者名/発表者名
      本郷宏通、田淵正明、松永哲也
    • 雑誌名

      日本材料強度学会誌

      巻: 50 ページ: 25-34

    • NAID

      40021101290

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of damage and fracture of high Crasteel welds at elevated temperatures2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tabuchi, H. Hongo, R. Sugiura, A.T. Yokobori, Jr., M. Yatomi and K. Kobayashi
    • 雑誌名

      Strength, Fracture and Complexity

      巻: 9 号: 1 ページ: 31

    • DOI

      10.3233/sfc-150177

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/41cc2098-c768-40c2-875d-0a370af875fb

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高Cr鋼溶接継手の長時間クリープ強度2016

    • 著者名/発表者名
      田淵正明
    • 学会等名
      日本学術振興会 先端材料強度129委員会
    • 発表場所
      弘済会館
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Long-term Creep Strength and Fracture of 9Cr Steel Welds2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hongo, M. Tabuchi and T. Matsunaga
    • 学会等名
      9th China-Japan Bilateral Symposium on High Temperature Strength of Materials
    • 発表場所
      Changsha University of Science & Technology
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] B添加9Cr鋼研究の最新動向2016

    • 著者名/発表者名
      田淵正明
    • 学会等名
      日本材料学会 高温強度部門委員会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高Cr鋼溶接部の長時間クリープ強度と破壊2016

    • 著者名/発表者名
      田淵正明
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 高強度耐熱鋼WG 設備診断・寿命評価TF
    • 発表場所
      鉄鋼会館
    • 年月日
      2016-03-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Creep Damage Evaluation of Welded Joins for USC and A-USC Boiler2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tabuchi
    • 学会等名
      10th International EPRI Creep-Fatigue Experts Workshop
    • 発表場所
      浅草ビューホテル
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 耐熱鋼溶接部のクリープ損傷評価と長寿命化に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      田淵正明
    • 学会等名
      第58回材料強度と破壊総合シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-04-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 耐熱鋼溶接部のクリープ損傷と破壊に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      田淵正明
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第169回春季講演大会
    • 発表場所
      東京大学 駒場キャンパス
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 9Cr鋼および316FR鋼溶接継手のクリープ損傷と強度2015

    • 著者名/発表者名
      田淵正明
    • 学会等名
      日本保全学会 材質劣化分科会
    • 発表場所
      日本保全学会
    • 年月日
      2015-02-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microstructural changes and Type-IV damage evolutions during creep in high Cr ferritic steel welds2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hongo and M. Tabuchi
    • 学会等名
      10th Liege Conference on Materials for Advanced Power Engineering 2014
    • 発表場所
      Liege, Belgium
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of creep strength for high Cr steel weldment2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tabuchi
    • 学会等名
      International Symposium for the 50th Anniversary of Fracture and Reliability Research Institute, Tohoku University
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-09-05 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高クロム鋼溶接部のクリープ損傷と破壊の評価2014

    • 著者名/発表者名
      田淵正明
    • 学会等名
      日本学術振興会 先端材料強度129委員会
    • 発表場所
      弘済会館
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] しなやかで強い鉄鋼材料 -革新的構造用金属材料の開発最前線2016

    • 著者名/発表者名
      田淵正明 ほか43名
    • 総ページ数
      399
    • 出版者
      株式会社 エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 高温クリープおよびクリープ疲労き裂進展試験法標準2016

    • 著者名/発表者名
      田淵正明 ほか10名
    • 総ページ数
      103
    • 出版者
      日本材料学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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