2004 Fiscal Year Annual Research Report
マルテンサイト系耐熱鋼のクリープ余寿命評価法の開発
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16360347
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中島 英治 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (80180280)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 賢一 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (20335996)
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| Keywords | マルテンサイト / 耐熱鋼 / クリープ損傷 / 内部組織変化 / 余寿命評価法 / Ω法 / SEM / EBSP法 |
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| Research Abstract |
マルテンサイト系耐熱鋼は化学プラントや火力発電、原子力発電などの高温・高圧部に使われる重要な高温構造材料である。発電プラントの発電効率の向上や地球温暖化ガスの発生抑制のためには蒸気温度、圧力をより高温・高圧にする必要がある。ところが、現在、火力発電などに用いられている耐熱鋼はすでに20年間使用されたものもあり、これからあと何年使用できるか、材料の寿命診断を精度良く行う必要がある。そこで本研究では、マルテンサイト組織の特徴を利用した高温クリープ余寿命評価法を開発することを目的とした。また、クリープ曲線をΩ解析して、組織劣化因子とΩ値の対比を行う。
本研究で導入した結晶方位解析システムを用いてマルテンサイト系耐熱鋼のブロック境界とパケット境界の定量的な判別が可能であることが分かった。すなはち、ブロック境界は隣接する結晶の共通回転軸が<110>で回転角が10°、50°および70°であった。パケット境界の回転軸には特定の軸は見出せなかったが、<122>のものが多いことが明らかになった。
代表的なマルテンサイト系耐熱鋼である改良9Cr-1Mo鋼の初期組織とクリープ破断材の組織を結晶方位解析システムで解析し、ブロック境界の変化を比較した。その結果、方位差が50°〜60°の境界が、破断試料で著しく減少していることが明らかになった。この結果は、クリープ破断にブロック境界が非常に大きな影響を及ぼしていることを示唆している。
Ω法によって改良9Cr-1Mo鋼のクリープ曲線の解析を行った結果、Ω値は従来報告されている応力依存性、すなわち負の応力依存性とは異なる依存性を示すことが明らかになった。この結果は低応力域ではブロック境界で粒界すべりが起こっていたことを示唆しており、クリープ破断の直接的な原因は粒界すべりであると推論される。
以上の知見とさらなる組織解析を行って、余寿命評価法を確立させる。
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Research Products
(4 results)
