| 研究課題/領域番号 |
20560662
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| 研究機関 | 独立行政法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
早川 正夫 独立行政法人物質・材料研究機構, 材料信頼性センター, 主任研究員 (50354254)
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| 研究分担者 |
小林 一夫 独立行政法人物質・材料研究機構, 材料信頼性センター, 主幹研究員 (00354259)
木村 恵 独立行政法人物質・材料研究機構, 材料信頼性センター, 主任研究員 (20354251)
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| キーワード | 高温疲労 / 低サイクル疲労 / クリープ疲労 / アロイ617 / 結晶粒径 / 結晶粒界 / 析出物 / 原子間力顕微鏡 |
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| 研究概要 |
主蒸気温度700℃超級の次世代型発電プラント機器の使用環境を念頭において、ボイラー用候補材であるニッケル基合金アロイ617の700℃における種々の波形(引張保持、圧縮保持、引張・圧縮保持)におけるクリープ疲労特性に及ぼす金属組織の影響を調べることを目的としている。そのため、溶体化熱処理によって異なる結晶粒径に調整した種々のアロイ617に対して、種々の波形(引張保持、圧縮保持、引張圧縮保持)のクリープ疲労特性を解明し、実機に対する疲労設計指針の構築に寄与する。
当該年度では、粗大粒と細粒が層状に分かれて分布している混粒組織を有する受入まま材(1177℃で加熱済み:平均粒径100μm)を、さらに1220℃で1時間加熱保持し、比較的粒径を揃えた平均粒径200μmの組織を得た(その間、室温引張強度は40MPa低下、700℃では70MPa低下)。電解研磨面を原子間力顕微鏡で組織観察し、粒内には析出物がほとんど見られなかった一方、粒界上には微細な析出物が分布している様子を捉えた。
また、700℃でひずみ制御の三角波による疲労試験と引張保持(0.1時間保持)のクリープ疲労試験を実施した。受入まま材、1220℃加熱材ともにクリープ疲労寿命は三角波寿命よりも顕著に短かった。三角波の1万サイクルまで、引張保持の1千サイクルまでの比較的短寿命域においては、受入まま材と比較して、1220℃加熱材では同一ひずみレベルで寿命が若干短くなる傾向になったが、顕著な差は現れなかった。三角波では破壊起点は表面破壊様相、引張保持のクリープ疲労では粒界破面様相を呈していた。
さらに、長寿命域における金属組織の影響を解明するために、10万サイクルを超える三角波による長期高温疲労試験と、1千サイクル超の低ひずみ範囲のクリープ疲労試験に着手した。
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