CO_2削減次世代発電プラントの耐熱構造部材の高強度化技術の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560733
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 田淵 正明 独立行政法人物質・材料研究機構, 材料信頼性評価ユニット, グループリーダー (60354239)
• 研究分担者: 本郷 宏通 独立行政法人物質・材料研究機構, 材料情報ステーション, 主席エンジニア (40354237)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 高クロム耐熱鋼 / 溶接継手 / HAZ / クリープ / Type-IV損傷 / 粒界強化

研究概要

高クロム耐熱鋼は、高効率火力発電プラントの構造材料として使用されているが、長時間使用中に溶接部の高温強度が低下することが重大な問題となっている。本研究では、溶接部の高温損傷と破壊のプロセスおよびメカニズムを明らかにした。また、結晶粒界を強化した高クロム耐熱鋼を開発し、粒界損傷を抑制することによって溶接部の寿命を約5倍に改良した。開発鋼において溶接部の損傷が抑制されるメカニズムを調査するとともに、開発鋼の溶接部の寿命予測式を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Type IV Creep Damage Behavior in Gr. 91 Steel Welded Joints (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Hongo, M. Tabuchi and T. Watanabe
  • 雑誌名: Metallurgical and Materials Transactions A 巻: Vol.43A, No.4 ページ: 1163-1173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Long-Term Creep Damage in High Cr Ferritic Steel Welds (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tabuchi and H. Hongo
  • 雑誌名: Materials at High Temperatures 巻: Vol.28, No.3 ページ: 172-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Microstructure and Creep Damage in High-Cr Ferritic Steel Welds (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tabuchi and H. Hongo
  • 雑誌名: Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 巻: Vol.24, No.3 ページ: 225-234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gr. 122鋼溶接継手のクリープ強度と損傷の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本郷宏通,田淵正明,渡部隆
  • 雑誌名: 材料 巻: Vol.60, No.2 ページ: 116-123
  • 査読あり
• [学会発表] 非線形現象を利用した非破壊的損傷評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田淵正明
  • 学会等名: 高クロム耐熱鋼溶接継手の組織とクリープ損傷、日本鉄鋼協会自主フォーラム主催シンポジウム
  • 発表場所: 横浜国立大学、横浜
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Type-IV Creep Damage Behavior in High Cr Ferritic Steel Welds (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tabuchi
  • 学会等名: Workshop on Life Prediction for P91, P92 Steel
  • 発表場所: Chung Ang University, Seoul, Korea
  • 年月日: 2012-02-21
• [学会発表] 高クロム耐熱鋼の組織とクリープ損傷 (2011)
  • 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、東京都
  • 年月日: 2011-08-19
• [学会発表] 高Cr鋼溶接継手におけるType-IV損傷の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本郷宏通、田淵正明、渡部隆、劉源、塚本進
  • 学会等名: 日本材料学会第48回高温強度シンポジウム
  • 発表場所: 高知城ホール、高知
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Evaluation of Microstructures and Creep Damages in the High Cr Ferritic Steel Welds (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tabuchi and H. Hongo
  • 学会等名: The 7th China-Japan Bilateral Symposium on High Temperature Strength of Materials
  • 発表場所: Dalian University of Technology, Dalian, China
  • 年月日: 2010-08-25
• [学会発表] Evaluation of Long-Term Creep Damage in High Cr Ferritic Steel Welds (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tabuchi and H. Hongo
  • 学会等名: International HIDA-5(High Temperature Defect Assessment) Conference
  • 発表場所: University of Surrey, U. K
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] 高Cr鋼溶接継手におけるType-IV損傷の成長挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本郷宏通、田淵正明、渡部隆、劉源、塚本進
  • 学会等名: 日本材料学会第59期学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 耐熱鋼の高温損傷と破壊に及ぼす多軸応力の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田淵正明
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第159回春季講演大会
  • 発表場所: 筑波大学、つくば
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] Evaluation of Long-term Creep Damages in High Cr Steel Welds (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tabuchi
  • 学会等名: 8th NIMS-MPA-IfW Workshop
  • 発表場所: NIMS, Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] P122鋼溶接継手の長時間クリープ損傷評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 本郷宏通、田淵正明、渡部隆
  • 学会等名: 第53回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: 京大会館、京都
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Creep Damage Behavior of Welded Joints for High Cr Steels (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tabuchi
  • 学会等名: 3rd Symposium on Heat Resistant Steels and Alloys for High Efficiency USC Power Plants
  • 発表場所: NIMS, Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2009-06-03
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/group/g_creep-resistant/
• [備考] 受賞(1)平成22年3月28日日本鉄鋼協会学術記念賞(西山記念賞)
• [備考] (2)平成22年4月13日文部科学大臣表彰科学技術賞研究部門