2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13555182
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
丸山 公一 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90108465)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 真由美 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20292245)
阿部 冨士雄 独立行政法人物質・材料研究機構, フロンティア構造材料研究センター・評価ステーション第3ユニット, リーダー(研究職)
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| Keywords | 高温構造材料 / 許容応力 / 高温クリープ / クリープ破壊 / 寿命評価 / 非破壊的余寿命 / 長時間外挿 / 材料リスク評価 |
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| Research Abstract |
火力発電プラントなどの高温高圧機器に使う材料には,安全率を低減し,より厳しい条件で使うこと(限界設計)が望まれている。限界設計では,破損の危険が増し,より高度なリスク(事故)回避技術が不可欠となる。本年度は,安全率を大きく取らなければならない原因の1つである先進高Crフェライト鋼の長時間での強度低下の原因を検討し,以下の成果を得た。
1)先進高Crフェライト鋼では、長時間側で、破断時間の活性化エネルギーが低下する。そのため、短時間側の大きな活性化エネルギーを使って予測した値に比べて、実際の材料は早期破断することがある。そして、この活性化エネルギー変化の原因を解明することが、長時間挙動推定の精度向上に不可欠である。
2)本材料は、短時間側では粒内破壊し、大きな延性を示す。これに対して、長時間側では、粒界破壊へ遷移し、小さいひずみ量で脆性的に破壊する。この破断ひずみの低下が、見かけの活性化エネルギーの低下と早期破断の原因である。
3)W含有高Crフェライト鋼では,粒界部にLaves相が析出し,粗大化する。粒界破壊はこのLaves相析出物を起点として発生する。そして,Laves相が十分な大きさに成長することが早期破断開始の目安となる。
4)本材料の長時間強度の推定精度を向上させ,限界設計を可能にするには,Laves相の成長,粒界ボイドの発生・成長等に関するデータベースを整備し,クリープ挙動変化を事前に予期できるようにしておく必要がある。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] K.Maruyama: "Creep Strength of Mg Based Alloys"Metallurgical and Materials Transactions. 33A・3. 875-882 (2002)
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[Publications] K.Maruyama: "Saturation of Yield Stress and Embrittlement in Fine Lamellar TiAl Alloy"Materials Science and Engineering A. 329・331. 190-195 (2002)
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[Publications] Hee Y.Kim: "Effect of Stress Axis Orientation on the Creep Deformation Behavior of Ti-48Al Polysynthetically Twinned (PST) Crystals"Materials Science and Engineering A. 329・331. 790-795 (2002)
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[Publications] Hee Y.Kim: "Changes in Lamellar Microstructure by Parallel Twinning during Creep in Soft PST Crystal of TiAl Alloy"Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 12・4. 561-568 (2002)
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[Publications] 李在勝: "9Cr-1.8W-0.5MoVNb鋼の長時間クリープ破壊挙動"材料とプロセス. 16・3(印刷中). (2003)
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[Publications] H.Y.Kim: "Stability of lamellar microstructure of hard oriented PST crystal of TiAl alloy"Acta Materialia. 51(印刷中). (2003)
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[Publications] 丸山公一: "電子顕微鏡法の実践と応用写真集"日本金属学会. 254 (2002)
