| 研究実績の概要 |
本研究では，EMAR法(Electromagnetic Acoustic Resonance)を用いて高Crフェライト系耐熱鋼の代表的なASME Gr.122鋼およびGr．91鋼の溶接継手部のクリープ損傷中の３つの非線形超音波量: 非線形超音波スペクトロスコピー法による共鳴周波数の移動から評価と非線形３波相互作用法により発生した第３の波の振幅、高調波成分の振幅から評価し，その3つの非線形音響特性の相関関係とクリープ損傷中の微細組織の変化との関係を明らかにすることを目的とした．
板厚30mmのGr．122鋼及び板厚25mmのGr．91鋼の板材を供試材とした．その供試材を母材としたH開先の溶接継手をガス・タングステンアーク溶接により作成した．開先のほぼ全積層を含む幅24．5mm, 厚さ24．5mm,平行部長さ120mmの大型平板溶接継手試験片を製作し，Gr．122鋼は600℃，100MPa，Gr．91鋼は，600℃, 90MPaの条件で所定の時間までクリープ試験を行い, 中断材を作製した．その大型平板溶接継手クリープ中断試験片から厚さ約3．5mmの試験片を切り出し，室温にてHAZ部 (Heat Affected Zone)近傍で板厚方向の超音波特性の測定を行った．
その結果，以下の事が明らかになった．細粒HAZ部の上記の3つの非線形音響量は，Gr.122鋼では，クリープ寿命の約50％まで減少し，その後微増し，寿命の80％過ぎから急増した．Gr.91鋼では，寿命の約20％まで減少し，その後，寿命の30％付近から増加する傾向を示した．これは細粒HAZ部の転位の運動と再構築とによる組織変化に起因する． 寿命50％および30％以降の変化はクリープボイドの発生・成長に起因する．それはSEMやTEM観察による結果から裏付けられる．細粒HAZ部の共鳴周波数の移動と３波相互作用法による３つの非線形音響量は減衰係数の変化と同じであった． EMAR法を用いた非線形超音波法は，細粒HAZでのType-IV損傷の捕らえることができる可能性を持っている．
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