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本研究では高クロム鋼のクリープ損傷について、微視的損傷過程を新しい概念のセンサである電磁超音波・非線形渦電流マルチセンサを用いて定量的に評価することを目的とし、下記の内容について明らかにした。
(1)クリープ損傷過程における組織変化(析出物、サブグレイン、転位、ボイド)と音響特性、電磁特性との関係を明らかにした。析出物、転位密度、ボイドサイズ・密度等をTEMおよびSEM観察により定量的に評価し、これらのパラメータと磁気特性との間の関係を調査した。特に、周波数特性に着目し、磁壁と転位-析出物-ボイドといった様々なスケールで分布する組織の不均質因子との相互作用に関する考察を行った。また、音響特性については、音速と減衰について評価を行い、析出物との関係を評価した。これらの検討を通して、クリープ損傷による劣化状態の推定に関して音響特性と電磁特性の相補性を議論した。
(2)クリープ損傷による劣化評価に適した電磁超音波・非線形渦電流マルチセンサの構造について検討を行った。研究項目(1)で得られた組織変化と電磁特性、音響特性との関係に着目し、組織変化に敏感なパラメータを評価できる構造を決定した。最終的に、クリープ損傷試験片に対して測定を行い、クリープ損傷の劣化診断に関して非線形渦電流試験と超音波試験との相補性を示した。
以上の検討により、電磁超音波・非線形渦電流マルチセンサによる高クロム鋼のクリープ損傷評価の有効性を示すとともに、評価精度を向上させるための課題を示した。
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