JP2017181364A - Metal material evaluation method and evaluation device - Google Patents

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Reki Takaku
歴 高久
斎藤 大蔵
Daizo Saito
大蔵 斎藤
日野 武久
Takehisa Hino
武久 日野
北山 和弘
Kazuhiro Kitayama
和弘 北山
吉田 耕平
Kohei Yoshida
耕平 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal material evaluation method with which it is possible to evaluate a metal material with high accuracy irrespective of the surface condition of a sample.SOLUTION: A metal material evaluation method in an embodiment of the present invention includes: a first step for finding the relationship of a difference in lattice strains of small crystal grain and large crystal grain with a life consumption rate using a first metal material; a second step for finding a difference in lattice strains of small crystal grain and large crystal grain with regard to a second metal material of the same quality as the first metal material; and a third step for applying the difference in lattice strain found in the second step to the relationship found in the first step, and estimating the life consumption rate of the second metal material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明の実施形態は、金属材料の評価方法および評価装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a metal material evaluation method and an evaluation apparatus.

従来、金属材料の寿命消費率等の評価において、結晶粒内の格子歪が使用されている。具体的には、まず、第1の金属材料を使用して、結晶粒内の格子歪と寿命消費率等との関係を求める。別途、第2の金属材料について、結晶粒内の格子歪を測定する。そして、上記関係に第2の金属材料の格子歪をあてはめ、第2の金属材料の寿命消費率等を求める。   Conventionally, lattice strain in crystal grains has been used in the evaluation of the lifetime consumption rate of metal materials. Specifically, first, using the first metal material, the relationship between the lattice strain in the crystal grains and the lifetime consumption rate is obtained. Separately, for the second metal material, the lattice strain in the crystal grains is measured. Then, the lattice strain of the second metal material is applied to the above relationship, and the lifetime consumption rate of the second metal material is obtained.

格子歪は、以下のようにして求めることができる。まず、EBSP(Electron Back−Scatter Diffraction Pattern:後方散乱電子回折像)法により、測定領域内に設定された多数の測定点における結晶方位を測定する。   The lattice strain can be obtained as follows. First, crystal orientations at a large number of measurement points set in a measurement region are measured by an EBSP (Electron Back-Scatter Diffraction Pattern) method.

このようにして求められた多数の結晶方位を解析して格子歪を求める。解析方法として、KAM(Karnel Average Misorientation)、GAM(Grain Average Misorientation)、IQ(Image Quality)等が使用されている。   A large number of crystal orientations thus obtained are analyzed to obtain a lattice strain. As an analysis method, KAM (Carnel Average Mission), GAM (Grain Average Mission), IQ (Image Quality), and the like are used.

特開2004−3922号公報JP 2004-3922 A 特開2005−106486号公報JP 2005-106486 A 特開2012−154891号公報JP 2012-154891 A

しかしながら、EBSP法で計測される結晶方位は、試料の表面状態の影響を受けやすい。具体的には、試料の準備において表面の研磨が行われるが、このような研磨により試料の表面に歪が発生しやすい。このような表面に発生した歪により、結晶方位の測定結果が変化しやすい。   However, the crystal orientation measured by the EBSP method is easily affected by the surface state of the sample. Specifically, surface polishing is performed in the preparation of the sample, but such polishing tends to cause distortion on the surface of the sample. The measurement result of the crystal orientation is likely to change due to the strain generated on the surface.

格子歪は、結晶方位を使用して求められることからその変化の影響を受けやすい。また、従来の評価方法は、基本的に結晶方位を使用して求められる格子歪をそのまま寿命消費率等の評価に関係づけることからその変化の影響を受けやすい。具体的には、第1の金属材料について求められる格子歪が変化しやすい。結果として、格子歪と寿命消費率との関係が変化しやすい。また、第2の金属材料について求められる格子歪が変化しやすい。結果として、上記関係にあてはめたときの結果が変化しやすい。   Since the lattice strain is obtained using the crystal orientation, it is easily affected by the change. In addition, the conventional evaluation method is easily affected by the change because the lattice strain obtained using the crystal orientation is basically related to the evaluation of the lifetime consumption rate and the like as it is. Specifically, the lattice strain required for the first metal material is likely to change. As a result, the relationship between the lattice strain and the lifetime consumption rate is likely to change. Further, the lattice strain required for the second metal material is likely to change. As a result, the result when applied to the above relationship is likely to change.

本発明が解決しようとする課題は、試料の表面状態によらず、高精度に金属材料を評価することができる金属材料の評価方法および評価装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a metal material evaluation method and an evaluation apparatus capable of evaluating a metal material with high accuracy regardless of the surface state of a sample.

実施形態の金属材料の評価方法は、第1の金属材料を使用して、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と、寿命消費率との関係を求める第1の工程と、第1の金属材料と同質の第2の金属材料について、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を求める第2の工程と、第1の工程で求められた関係に第2の工程で求められた格子歪差をあてはめ、第2の金属材料の寿命消費率を推定する第3の工程と、を有する。
また、実施形態の金属材料の評価装置は、第1の金属材料を使用して求められ、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と、寿命消費率または変形量との関係を記憶する記憶部と、前記第1の金属材料と同質の第2の金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を、前記記憶部に記憶された関係にあてはめ、前記第2の金属材料の寿命消費率または変形量を推定する推定部と、を有する。
The method for evaluating a metal material according to the embodiment includes a first step of obtaining a relationship between a lattice strain difference between a small crystal grain and a large crystal grain and a lifetime consumption rate using the first metal material; For the second metal material of the same quality as the metal material, the second step for obtaining the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains and the relationship obtained in the first step are obtained in the second step. And a third step of fitting the lattice strain difference and estimating the lifetime consumption rate of the second metal material.
In addition, the metal material evaluation apparatus according to the embodiment is obtained using the first metal material, and stores the relationship between the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains and the lifetime consumption rate or the deformation amount. A lattice distortion difference between a small crystal grain and a large crystal grain in a second metal material of the same quality as the first metal material is applied to the relationship stored in the memory unit, and the second metal material An estimation unit for estimating the lifetime consumption rate or the deformation amount.

実施形態の金属材料の評価方法および評価装置によれば、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を使用することにより、試料の表面状態によらず、高精度に金属材料を評価することができる。   According to the metal material evaluation method and evaluation apparatus of the embodiment, by using the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains, the metal material can be evaluated with high accuracy regardless of the surface state of the sample. Can do.

KAMの算出方法を説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of KAM. 第3の実施形態の評価装置を示した図である。It is the figure which showed the evaluation apparatus of 3rd Embodiment. 第4の実施形態の評価装置を示した図である。It is the figure which showed the evaluation apparatus of 4th Embodiment. クリープ試験用の試験片を示した図である。It is the figure which showed the test piece for a creep test. 実施例1の平均KAM(小結晶粒、大結晶粒)とクリープ寿命消費率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the average KAM (small crystal grain, large crystal grain) of Example 1, and a creep life consumption rate. 実施例1の平均KAM差とクリープ寿命消費率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the average KAM difference of Example 1, and a creep life consumption rate. 比較例1の平均KAMとクリープ寿命消費率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the average KAM of the comparative example 1, and a creep life consumption rate.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

(第1の実施形態)
本実施形態の金属材料の評価方法は、第1の金属材料を使用して、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と、寿命消費率または変形量との関係を求める第1の工程と、第1の金属材料と同質の第2の金属材料について、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を求める第2の工程と、第1の工程で求められた関係に第2の工程で求められた格子歪差をあてはめ、第2の金属材料の寿命消費率または変形量を推定する第3の工程と、を有する。
(First embodiment)
The metal material evaluation method according to the present embodiment is a first step in which the first metal material is used to determine the relationship between the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains and the lifetime consumption rate or the deformation amount. And the second step for obtaining the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains for the second metal material of the same quality as the first metal material, and the relationship obtained in the first step is And a third step of estimating the lifetime consumption rate or the deformation amount of the second metal material by applying the lattice strain difference obtained in the step.

本実施形態では、寿命消費率または変形量の推定に小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を使用する。これにより、試料の表面状態によらず、第2の金属材料の寿命消費率または変形量を高精度に推定することができる。寿命消費率としては、例えば、クリープにおける寿命消費率(クリープ寿命消費率)が挙げられる。変形量としては、例えば、クリープにおける変形量(クリープ変形量)が挙げられる。   In the present embodiment, the difference in lattice strain between the small crystal grains and the large crystal grains is used for estimating the lifetime consumption rate or the deformation amount. Thereby, the lifetime consumption rate or deformation amount of the second metal material can be estimated with high accuracy regardless of the surface state of the sample. Examples of the lifetime consumption rate include the lifetime consumption rate in creep (creep lifetime consumption rate). Examples of the deformation amount include a deformation amount in creep (creep deformation amount).

小結晶粒と大結晶粒との格子歪差は、寿命消費率または変形量に応じて徐々に減少または増加するように変化することから、これらの推定に使用することができる。また、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差は、第1の金属材料、第2の金属材料の表面状態により変化しないことから、高精度に推定を行うことができる。具体的には、第1の金属材料、第2の金属材料の表面に研磨に起因した歪が導入されたり、あるいはEBSP法による評価装置に起因したノイズが加算されても、それらはEBSP法によって評価される格子歪において小結晶粒および大結晶粒の両者に同様に作用することからこれらの差は変化しない。従って、高精度に推定を行うことができる。   Since the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains changes so as to gradually decrease or increase according to the lifetime consumption rate or the deformation amount, it can be used for these estimations. Further, since the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains does not change depending on the surface states of the first metal material and the second metal material, it can be estimated with high accuracy. Specifically, even if distortion caused by polishing is introduced into the surfaces of the first metal material and the second metal material, or noise caused by an evaluation apparatus based on the EBSP method is added, they are not detected by the EBSP method. These differences do not change because they act on both the small and large grains in the lattice strain being evaluated. Therefore, estimation can be performed with high accuracy.

<第1の工程>
第1の工程では、第1の金属材料を使用して、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と、寿命消費率または変形量との関係を求める。
<First step>
In the first step, the relationship between the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains and the lifetime consumption rate or the deformation amount is obtained using the first metal material.

第1の金属材料として、例えば、タービン等の高温機器に使用される金属材料が挙げられる。具体的には、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、耐熱鋼、ニッケル基耐熱超合金等が挙げられる。第1の金属材料としては、通常、寿命消費率または変形量が異なる複数のものが使用される。寿命消費率、変形量の調整は、処理条件の変更により行うことができる。   As a 1st metal material, the metal material used for high temperature apparatuses, such as a turbine, is mentioned, for example. Specifically, iron, nickel, stainless steel, heat-resistant steel, nickel-base heat-resistant superalloy, and the like can be given. As the first metal material, a plurality of materials having different lifetime consumption rates or deformation amounts are usually used. The adjustment of the life consumption rate and the deformation amount can be performed by changing the processing conditions.

格子歪差は、小結晶粒の格子歪と大結晶粒の格子歪との差として求めることができる。各結晶粒の格子歪は、結晶方位を使用して求めることができる。結晶方位は、EBSP(Electron Back−Scatter Diffraction Pattern:後方散乱電子回折像)法により求めることができる。   The lattice strain difference can be obtained as a difference between the lattice strain of small crystal grains and the lattice strain of large crystal grains. The lattice strain of each crystal grain can be obtained using the crystal orientation. The crystal orientation can be determined by an EBSP (Electron Back-Scatter Diffraction Pattern) method.

通常、結晶方位は、OIM(ORIENTATION IMAGING MICROSCOPY)を使用して求めることができる。OIMによれば、測定領域内に設定された多数の測定点の結晶方位を求めることができる。測定点間の距離(ステップサイズ)は数μm以下であることが多く、測定点の個数は測定領域によるが数万〜数百万になる。   Usually, the crystal orientation can be obtained using OIM (ORIENTATION IMAGEING MICROSCOPY). According to OIM, crystal orientations of a large number of measurement points set in a measurement region can be obtained. The distance (step size) between the measurement points is often several μm or less, and the number of measurement points is tens of thousands to several millions depending on the measurement region.

格子歪差は、例えば、このような結晶方位から求められるKarnel Average Misorientation(KAM)またはGrain Average Misorientation(GAM)を使用して求めることができる。   The lattice strain difference can be determined by using, for example, Karnel Average Misoration (KAM) or Grain Average Missoriation (GAM) determined from such crystal orientation.

KAMを使用する場合、以下のようにして格子歪差を求めることができる。
まず、小結晶粒と大結晶粒とを含み、複数の測定点が設定された測定領域において、各測定点について、その測定点の結晶方位とこれに隣接する測定点の結晶方位との結晶方位差を平均して平均結晶方位差を求める。これらの平均結晶方位差のうち、その測定点が小結晶粒に含まれるものを平均して小結晶粒についての平均結晶方位差を求めるとともに、その測定点が大結晶粒に含まれるものを平均して大結晶粒についての平均結晶方位差を求める。そして、小結晶粒についての平均結晶方位差と大結晶粒についての平均結晶方位差との差を求める。ここで、各測定点についての平均結晶方位差がKAMに相当する。また、小結晶粒についての平均結晶方位差と大結晶粒についての平均結晶方位差との差が格子歪差に相当する。
When KAM is used, the lattice strain difference can be obtained as follows.
First, in a measurement region including a plurality of measurement points including small crystal grains and large crystal grains, for each measurement point, the crystal orientation of the crystal orientation of the measurement point and the crystal orientation of the measurement point adjacent thereto The difference is averaged to determine the average crystal orientation difference. Among these average crystal orientation differences, the measurement points included in the small crystal grains are averaged to obtain the average crystal orientation difference for the small crystal grains, and the measurement points included in the large crystal grains are averaged. Then, the average crystal orientation difference for large crystal grains is obtained. Then, the difference between the average crystal orientation difference for the small crystal grains and the average crystal orientation difference for the large crystal grains is obtained. Here, the average crystal orientation difference at each measurement point corresponds to KAM. Further, the difference between the average crystal orientation difference for the small crystal grains and the average crystal orientation difference for the large crystal grains corresponds to the lattice strain difference.

以下、KAMについて具体的に説明する。   Hereinafter, KAM will be specifically described.

まず、図1に示すように、測定領域に分析区画10を設定する。ここで、測定領域は、小結晶粒および大結晶粒を含むものである。なお、個々の区画は、人為的に定められるものであり、測定領域を正六角形で区分するものである。個々の区画は、測定点に相当するものである。   First, as shown in FIG. 1, an analysis section 10 is set in the measurement region. Here, the measurement region includes small crystal grains and large crystal grains. Each section is artificially determined, and the measurement area is divided by a regular hexagon. Each section corresponds to a measurement point.

次に、分析区画10と、その周囲に隣接する第1の区画11A〜11Fのそれぞれとについて、結晶方位差を求める。例えば、結晶方位差は、それぞれ、2.1°、35.8°、34.5°、1.1°、1.6°、1.8°となる。   Next, a crystal orientation difference is calculated for the analysis section 10 and each of the first sections 11A to 11F adjacent to the periphery of the analysis section 10. For example, the crystal orientation differences are 2.1 °, 35.8 °, 34.5 °, 1.1 °, 1.6 °, and 1.8 °, respectively.

これらの結晶方位差については、閾値を超えるものを粒界に属するものとして削除する。例えば、閾値を5°とした場合、2.1°、1.1°、1.6°、1.8°が有効値となる。   As for these crystal orientation differences, those exceeding the threshold value are deleted as belonging to the grain boundary. For example, when the threshold is 5 °, 2.1 °, 1.1 °, 1.6 °, and 1.8 ° are effective values.

KAMは、このような有効値を平均して求められる。具体的には、(2.1°+1.1°+1.6°+1.8°)/4=1.65となる。   KAM is obtained by averaging such effective values. Specifically, (2.1 ° + 1.1 ° + 1.6 ° + 1.8 °) /4=1.65.

なお、分析精度を向上させるべく、第1の区画11のみならず、第2の区画12(12A、12B)、第3の区画(図示せず)との結晶方位差を利用してKAMを求めることもできる。   In addition, in order to improve the analysis accuracy, KAM is obtained using the crystal orientation difference between the second section 12 (12A, 12B) and the third section (not shown) as well as the first section 11. You can also.

KAMを使用する場合、小結晶粒についての平均結晶方位差は、上記KAMのうち、その測定点が小結晶粒に含まれるものを平均化して求めることができる。以下、このようにして求められるものを小結晶粒についての平均KAMと記す。同様に、大結晶粒についての平均結晶方位差は、上記KAMのうち、その測定点が大結晶粒に含まれるものを平均化して求めることができる。以下、このようにして求められるものを大結晶粒についての平均KAMと記す。   When KAM is used, the average crystal orientation difference for the small crystal grains can be obtained by averaging the KAMs whose measurement points are included in the small crystal grains. Hereinafter, what is obtained in this manner is referred to as an average KAM for small crystal grains. Similarly, the average crystal orientation difference for large crystal grains can be obtained by averaging the KAMs whose measurement points are included in the large crystal grains. Hereinafter, what is obtained in this way is referred to as an average KAM for large crystal grains.

また、小結晶粒についての平均結晶方位差と大結晶粒についての平均結晶方位差との差は、小結晶粒についての平均KAMと大結晶粒についての平均KAMとの差(平均KAM差)として求めることができる。すなわち、小結晶粒についての平均KAMと大結晶粒についての平均KAMとの差(平均KAM差)が格子歪差となる。   The difference between the average crystal orientation difference for the small crystal grains and the average crystal orientation difference for the large crystal grains is the difference between the average KAM for the small crystal grains and the average KAM for the large crystal grains (average KAM difference). Can be sought. That is, the difference (average KAM difference) between the average KAM for the small crystal grains and the average KAM for the large crystal grains is the lattice strain difference.

一方、GAMを使用する場合、以下のようにして格子歪差を求めることができる。
まず、小結晶粒と大結晶粒とを含み、複数の測定点が設定された測定領域において、小結晶粒に含まれる隣接する測定点間の結晶方位差を平均して小結晶粒についての平均結晶方位差を求めるとともに、大結晶粒に含まれる隣接する測定点間の結晶方位差を平均して大結晶粒についての平均結晶方位差を求める。そして、小結晶粒についての平均結晶方位差と大結晶粒についての平均結晶方位差との差を求める。
On the other hand, when GAM is used, the lattice strain difference can be obtained as follows.
First, in a measurement region including a plurality of measurement points including a small crystal grain and a large crystal grain, an average of the small crystal grains is obtained by averaging the crystal orientation difference between adjacent measurement points included in the small crystal grain. A crystal orientation difference is obtained, and an average crystal orientation difference for a large crystal grain is obtained by averaging the crystal orientation differences between adjacent measurement points included in the large crystal grain. Then, the difference between the average crystal orientation difference for the small crystal grains and the average crystal orientation difference for the large crystal grains is obtained.

ここで、小結晶粒についての平均結晶方位差が小結晶粒についてのGAMに相当し、大結晶粒についての平均結晶方位差が大結晶粒についてのGAMに相当する。そして、小結晶粒についての平均結晶方位差と大結晶粒についての平均結晶方位差との差は、小結晶粒についてのGAMと大結晶粒についてのGAMの差として求めることができる。すなわち、小結晶粒についてのGAMと大結晶粒についてのGAMの差が格子歪差となる。   Here, the average crystal orientation difference for the small crystal grains corresponds to GAM for the small crystal grains, and the average crystal orientation difference for the large crystal grains corresponds to GAM for the large crystal grains. The difference between the average crystal orientation difference for the small crystal grains and the average crystal orientation difference for the large crystal grains can be obtained as a difference between the GAM for the small crystal grains and the GAM for the large crystal grains. That is, the difference between the GAM for the small crystal grains and the GAM for the large crystal grains is the lattice strain difference.

なお、格子歪差は、必ずしもKAMまたはGAMを使用して求められる必要はない。例えば、Image Quality(IQ)等を使用して求められてもよい。   Note that the lattice strain difference is not necessarily obtained using KAM or GAM. For example, the image quality may be obtained using Image Quality (IQ) or the like.

小結晶粒、大結晶粒は、粒径を基準に分類されることが好ましい。すなわち、粒径が基準値以下であるものを小結晶粒とし、基準値を超えるものを大結晶粒とすることが好ましい。個々の金属材料により粒径分布が異なることから、基準値は個々の金属材料に応じて適宜設定することが好ましい。なお、粒径は、結晶粒と同一の面積を有する円の直径とする。   The small crystal grains and the large crystal grains are preferably classified based on the grain size. That is, it is preferable to use a crystal grain having a grain size equal to or smaller than a reference value as a small crystal grain and a grain having a grain size exceeding the reference value as a large crystal grain. Since the particle size distribution varies depending on the individual metal material, the reference value is preferably set as appropriate according to the individual metal material. The grain size is a diameter of a circle having the same area as the crystal grain.

結晶粒は、小結晶粒、中結晶粒、大結晶粒の3種類に分類することが好ましい。大結晶粒を区分する粒径の下限値と、小結晶粒を区分する粒径の上限値とを連続させず、間に中結晶粒を設けることで、大結晶粒と小結晶粒との格子歪差がより明瞭となる。   The crystal grains are preferably classified into three types: small crystal grains, medium crystal grains, and large crystal grains. Lattice between large crystal grains and small crystal grains by discontinuing the lower limit value of the grain size for classifying large crystal grains and the upper limit value of the grain size for classifying small crystal grains, and providing intermediate crystal grains in between. The distortion difference becomes clearer.

小結晶粒、中結晶粒、大結晶粒を区分する粒径は、大結晶粒と小結晶粒との格子歪差がより明瞭となる閾値を試行錯誤的に探索しても良いが、小結晶粒の合計面積、中結晶粒の合計面積、大結晶粒の合計面積が互いに等しくなるように設定しても良い。これにより、より簡便に高精度に寿命消費率または変形量を推定することができる。   As for the grain size that classifies small crystal grains, medium crystal grains, and large crystal grains, a threshold value that makes the lattice strain difference between large crystal grains and small crystal grains clearer may be searched by trial and error. The total area of the grains, the total area of the medium crystal grains, and the total area of the large crystal grains may be set to be equal to each other. Thereby, the life consumption rate or the deformation amount can be estimated more easily and with high accuracy.

<第2の工程>
第2の工程では、第1の金属材料と同質の第2の金属材料について、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を求める。
<Second step>
In the second step, the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains is obtained for the second metal material that is the same quality as the first metal material.

第2の金属材料としては、第1の金属材料と同質のものが用いられる。このようなものとしては、例えば、タービン等の高温機器に用いられる金属材料が挙げられる。具体的には、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、耐熱鋼、ニッケル基耐熱超合金等が挙げられる。   As the second metal material, the same material as the first metal material is used. As such a thing, the metal material used for high temperature apparatuses, such as a turbine, is mentioned, for example. Specifically, iron, nickel, stainless steel, heat-resistant steel, nickel-base heat-resistant superalloy, and the like can be given.

第2の金属材料としては、例えば、タービン等の高温機器から切り出されたものが使用される。鍛造や圧延で作られた一般的な耐熱金属材料であれば、切り出すサイズは数mm×数mm程度で十分であり、測定領域は1mm×1mm程度で十分である。測定領域が小さすぎると、含まれる結晶粒の個数が少なくなるために測定結果のばらつきが大きくなる。   As the second metal material, for example, a material cut out from a high-temperature device such as a turbine is used. If it is a general refractory metal material made by forging or rolling, a cutout size of about several mm × several mm is sufficient, and a measurement region of about 1 mm × 1 mm is sufficient. If the measurement region is too small, the number of crystal grains contained is reduced, and thus the variation in measurement results increases.

格子歪差は、第1の工程と同様にして求めることができる。例えば、EBSPにより結晶方位を求めた後、小結晶粒についての平均結晶方位差および大結晶粒についての平均結晶方位差を求め、これら小結晶粒についての平均結晶方位差と大結晶粒についての平均結晶方位差との差を求める。   The lattice strain difference can be obtained in the same manner as in the first step. For example, after obtaining the crystal orientation by EBSP, the average crystal orientation difference for the small crystal grains and the average crystal orientation difference for the large crystal grains are obtained, and the average crystal orientation difference for these small crystal grains and the average for the large crystal grains are determined. Find the difference from the crystal orientation difference.

格子歪差を求めるにあたっては、KAM、GAMを使用することができる。第1の工程でKAMを使用した場合、第2の工程でもKAMを使用することが好ましい。また、第1の工程でGAMを使用した場合、第2の工程でもGAMを使用することが好ましい。なお、格子歪差を求めるにあたってはIQ等を使用してもよい。   In obtaining the lattice distortion difference, KAM or GAM can be used. When KAM is used in the first step, it is preferable to use KAM in the second step. Further, when GAM is used in the first step, it is preferable to use GAM also in the second step. Note that IQ or the like may be used in obtaining the lattice strain difference.

<第3の工程>
第3の工程では、第1の工程で求められた関係に、第2の工程で求められた格子歪差をあてはめる。第1の工程で求められた関係には、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と、寿命消費率または変形量との関係が示されていることから、第2の工程で求めた小結晶粒と大結晶粒との格子歪差をあてはめることにより、第2の金属材料の寿命消費率または変形量を推定することができる。
<Third step>
In the third step, the lattice strain difference obtained in the second step is applied to the relationship obtained in the first step. The relationship obtained in the first step shows the relationship between the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains and the lifetime consumption rate or the amount of deformation. Therefore, the relationship was obtained in the second step. By applying the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains, the lifetime consumption rate or the deformation amount of the second metal material can be estimated.

本実施形態によれば、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を利用することにより、高精度に寿命消費率または変形量を評価することができる。   According to this embodiment, the life consumption rate or the deformation amount can be evaluated with high accuracy by utilizing the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains.

(第2の実施形態)
本実施形態の金属材料の評価方法は、金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を求める第1の工程と、この第1の工程で求められた格子歪差を基準値と比較する第2の工程と、第2の工程による基準値との比較により寿命消費率または変形量を評価する第3の工程と、を有する。
(Second Embodiment)
The metal material evaluation method of the present embodiment includes a first step for obtaining a lattice strain difference between small crystal grains and large crystal grains in the metal material, and a lattice strain difference obtained in the first step as a reference value. A second step of comparing, and a third step of evaluating the lifetime consumption rate or the deformation amount by comparing with a reference value in the second step.

本実施形態では、金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を求めて、この格子歪差を基準値と比較する。すなわち、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差は、寿命消費率または変形量に応じて徐々に減少または増加するように変化する。このため、これを基準値と比較することにより、寿命消費率または変形量を評価することができる。すなわち、第1の実施形態のように厳密な関係を作成する必要がなくなり、寿命消費率または変形量を容易かつ迅速に評価することができる。   In the present embodiment, the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains in the metal material is obtained, and this lattice strain difference is compared with a reference value. That is, the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains changes so as to gradually decrease or increase according to the lifetime consumption rate or the deformation amount. Therefore, by comparing this with the reference value, the life consumption rate or the deformation amount can be evaluated. That is, it is not necessary to create a strict relationship as in the first embodiment, and the lifetime consumption rate or the deformation amount can be evaluated easily and quickly.

<第1の工程>
第1の工程は、金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を求める。小結晶粒と大結晶粒との格子歪差は、第1の実施形態における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と同様にして求めることができる。
<First step>
In the first step, a lattice strain difference between small crystal grains and large crystal grains in the metal material is obtained. The lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains can be obtained in the same manner as the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains in the first embodiment.

<第2の工程>
第2の工程は、第1の工程で求められた格子歪差を基準値と比較する。基準値は、実験結果、過去の経験等により適宜決定することができる。基準値としては、例えば、0が挙げられる。すなわち、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差がなくなるときを基準値とすることができる。
<Second step>
In the second step, the lattice strain difference obtained in the first step is compared with a reference value. The reference value can be determined as appropriate based on experimental results, past experience, and the like. Examples of the reference value include 0. That is, the reference value can be set when there is no lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains.

通常、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差は、寿命消費率または変形量の変化に応じて、徐々に減少または増加するように変化する。また、通常、この格子歪差は、寿命の後期の領域または一定の変形量を超えた領域において、その値が正から負へと、または負から正へと入れ替わる。   Usually, the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains changes so as to gradually decrease or increase in accordance with the change in the lifetime consumption rate or the deformation amount. In general, the value of the lattice strain difference is switched from positive to negative or from negative to positive in a later region of the life or a region exceeding a certain amount of deformation.

このため、基準値を0に設定することにより、基準値に達したときには、寿命の後期に入っているあるいは前記一定の変形量を超えているとみなすことができる。従って、第1の実施形態のように厳密な関係を作成する必要がなくなり、寿命消費率または変形量を容易かつ迅速に評価することができる。   For this reason, by setting the reference value to 0, when the reference value is reached, it can be considered that it is in the later stage of the life or exceeds the certain amount of deformation. Therefore, it is not necessary to create a strict relationship as in the first embodiment, and the lifetime consumption rate or the deformation amount can be evaluated easily and quickly.

本実施形態によれば、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を基準値と比較することにより、寿命消費率または変形量を容易かつ迅速に評価することができる。   According to this embodiment, by comparing the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains with the reference value, it is possible to easily and quickly evaluate the life consumption rate or the deformation amount.

(第3の実施形態)
図2は、本実施形態の金属材料の評価装置20を示したものである。本実施形態の評価装置20は、記憶部21、推定部22を有する。本実施形態の評価装置20は、第1の実施形態の評価方法を実施するために好適に使用される。
(Third embodiment)
FIG. 2 shows a metal material evaluation apparatus 20 according to the present embodiment. The evaluation device 20 according to the present embodiment includes a storage unit 21 and an estimation unit 22. The evaluation apparatus 20 of this embodiment is suitably used for implementing the evaluation method of the first embodiment.

記憶部21は、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と、寿命消費率または変形量との関係を記憶する。上記関係は、第1の金属材料を使用して求められる。記憶部21は、例えば、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶装置からなる。   The storage unit 21 stores the relationship between the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains and the lifetime consumption rate or the deformation amount. The above relationship is obtained using the first metal material. The storage unit 21 includes a storage device such as a semiconductor memory or a hard disk, for example.

推定部22は、第1の金属材料と同質の第2の金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を、記憶部21に記憶された関係にあてはめ、第2の金属材料の寿命消費率または変形量を推定する。   The estimation unit 22 applies the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains in the second metal material of the same quality as the first metal material to the relationship stored in the storage unit 21, and Estimate life consumption rate or deformation.

記憶部21、推定部22には、例えば、計測部23が接続される。   For example, a measurement unit 23 is connected to the storage unit 21 and the estimation unit 22.

計測部23は、例えば、第1の金属材料を使用して、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を取得する。この格子歪差は、その寿命消費率または変形量とともに記憶部21に送られる。そして、これらは記憶部21に記憶される関係の構築に使用される。   For example, the measurement unit 23 uses the first metal material to acquire the lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains. This lattice strain difference is sent to the storage unit 21 together with the lifetime consumption rate or the deformation amount. These are used to construct a relationship stored in the storage unit 21.

また、計測部23は、第2の金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を取得する。この格子歪差は、推定部22に送られ、記憶部21に記憶された関係にあてはめられる。これにより、第2の金属材料の寿命消費率または変形量が推定される。   Further, the measurement unit 23 acquires a lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains in the second metal material. This lattice strain difference is sent to the estimation unit 22 and is applied to the relationship stored in the storage unit 21. Thereby, the lifetime consumption rate or deformation amount of the second metal material is estimated.

推定部22には、例えば、入力部24、表示部25が接続される。入力部24は、指示またはデータを入力するために設けられる。入力部24は、キーボード等の入力装置からなる。表示部25は、推定部22における推定結果等を表示する。表示部25は、各種の表示装置からなる。   For example, an input unit 24 and a display unit 25 are connected to the estimation unit 22. The input unit 24 is provided for inputting instructions or data. The input unit 24 includes an input device such as a keyboard. The display unit 25 displays the estimation result in the estimation unit 22 and the like. The display unit 25 includes various display devices.

本実施形態によれば、第1の実施形態の評価方法を実施することができ、高精度に寿命消費率または変形量を評価することができる。   According to the present embodiment, the evaluation method of the first embodiment can be implemented, and the life consumption rate or the deformation amount can be evaluated with high accuracy.

(第4の実施形態)
図3は、本実施形態の金属材料の評価装置30を示したものである。本実施形態の評価装置30は、計測部31、記憶部32、比較部33を有する。本実施形態の評価装置30は、第2の実施形態の評価方法を実施するために好適に使用される。
(Fourth embodiment)
FIG. 3 shows a metal material evaluation apparatus 30 according to this embodiment. The evaluation device 30 according to the present embodiment includes a measurement unit 31, a storage unit 32, and a comparison unit 33. The evaluation apparatus 30 of this embodiment is suitably used for implementing the evaluation method of the second embodiment.

計測部31は、金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を取得する。記憶部32は、基準値を記憶する。比較部33は、計測部31から送られる格子歪差を記憶部32に記憶された基準値と比較する。   The measuring unit 31 acquires a lattice strain difference between a small crystal grain and a large crystal grain in the metal material. The storage unit 32 stores a reference value. The comparison unit 33 compares the lattice strain difference sent from the measurement unit 31 with the reference value stored in the storage unit 32.

比較部33には、例えば、入力部34、表示部35が接続される。入力部34は、指示またはデータを入力するために設けられる。入力部34は、キーボード等の入力装置からなる。表示部35は、比較部33における比較結果等を表示する。表示部35は、各種の表示装置からなる。   For example, an input unit 34 and a display unit 35 are connected to the comparison unit 33. The input unit 34 is provided for inputting instructions or data. The input unit 34 includes an input device such as a keyboard. The display unit 35 displays the comparison result in the comparison unit 33 and the like. The display unit 35 includes various display devices.

本実施形態によれば、第2の実施形態の評価方法を実施することができ、寿命消費率または変形量を容易かつ迅速に評価することができる。   According to this embodiment, the evaluation method of the second embodiment can be carried out, and the lifetime consumption rate or the deformation amount can be easily and quickly evaluated.

以下、実施例を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, specific description will be given with reference to examples.

(実施例1)
金属材料として、面心立方構造を有する固溶強化型Ni基耐熱超合金であるHastelloy(登録商標) Xを用意した。この金属材料に圧延加工を行って、厚さ20mmの板材とした。さらに、溶体化熱処理として、1150℃、50分間の保持、およびガスファン冷却を行なった。
Example 1
As a metal material, Hastelloy (registered trademark) X, which is a solid solution strengthened Ni-base heat-resistant superalloy having a face-centered cubic structure, was prepared. This metal material was rolled to obtain a plate material having a thickness of 20 mm. Furthermore, as solution heat treatment, 1150 ° C., holding for 50 minutes, and gas fan cooling were performed.

溶体化熱処理後、図4に示すようなクリープ試験用の試験片40を切り出した。ここで、試験片40は、応力軸が圧延方向と一致する丸棒形状であり、平行部41とその両端に配置される一対の保持部42とを有する。平行部41の直径は6mmであり、標点距離は27.4mmである。   After the solution heat treatment, a test piece 40 for a creep test as shown in FIG. 4 was cut out. Here, the test piece 40 has a round bar shape in which the stress axis coincides with the rolling direction, and includes a parallel portion 41 and a pair of holding portions 42 arranged at both ends thereof. The parallel part 41 has a diameter of 6 mm and a gauge distance of 27.4 mm.

このような試験片40を用いて、温度および荷重を固定し、時間を変更してクリープ試験を行った。なお、温度は1123Kとし、応力は49MPaとした。これにより、クリープ寿命消費率が異なる複数の試験片40を作製した。なお、これらの試験片40は、第1の実施形態における第1の金属材料に相当する。   Using such a test piece 40, the temperature and load were fixed, and the creep test was performed by changing the time. The temperature was 1123 K and the stress was 49 MPa. Thereby, the some test piece 40 from which a creep life consumption rate differs was produced. These test pieces 40 correspond to the first metal material in the first embodiment.

クリープ試験後、各試験片40の平行部41から圧延面に対して垂直な方向に試料を切り出した。この試料を樹脂に埋め込み、SiCペーパー、ダイヤモンドペーストにより研磨した後、コロイダルシリカを使用して、表面の研磨を行った。なお、破断したものについては、破断面から5mm程度離れた位置で評価を行った。   After the creep test, a sample was cut out from the parallel portion 41 of each test piece 40 in a direction perpendicular to the rolling surface. This sample was embedded in a resin, polished with SiC paper and diamond paste, and then the surface was polished using colloidal silica. In addition, about what was fractured, it evaluated in the position about 5 mm away from the fracture surface.

これらの試料について、EBSPにより各測定点の結晶方位を求めた。この際、測定領域は1mm×1mmの大きさとした。また、ステップサイズ(隣接する測定点間の距離)は2.5μmとした。   About these samples, the crystal orientation of each measurement point was calculated | required by EBSP. At this time, the measurement area was 1 mm × 1 mm. The step size (distance between adjacent measurement points) was 2.5 μm.

また、各測定点の結晶方位より、各測定点のKAMを求めた。ここで、測定格子は、六角格子とした。5°以上の結晶方位差は、粒界に相当するものとして除外した。また、Coincidence index(CI)が0.1未満の測定データは除外した。なお、CIは、測定データの信頼性に関する。   Moreover, KAM of each measurement point was obtained from the crystal orientation of each measurement point. Here, the measurement grid was a hexagonal grid. Crystal orientation differences of 5 ° or more were excluded as corresponding to grain boundaries. In addition, measurement data having a coincidence index (CI) of less than 0.1 was excluded. CI relates to the reliability of measurement data.

その後、上記KAMのうち、その測定点が小結晶粒に含まれるものを平均して小結晶粒についての平均結晶方位差(小結晶粒についての平均KAM)を求めた。同様に、上記KAMのうち、その測定点が大結晶粒に含まれるものを平均して大結晶粒についての平均結晶方位差(大結晶粒についての平均KAM)を求めた。ここで、粒径が20μm以下であるものを小結晶粒とし、粒径が35μmを超えるものを大結晶粒とした。   After that, among the above KAM, those whose measurement points were included in the small crystal grains were averaged to determine the average crystal orientation difference for the small crystal grains (average KAM for the small crystal grains). Similarly, among the above KAM, the measurement points included in the large crystal grains were averaged to determine the average crystal orientation difference for the large crystal grains (average KAM for the large crystal grains). Here, those having a particle size of 20 μm or less were defined as small crystal grains, and those having a particle diameter exceeding 35 μm were defined as large crystal grains.

なお、測定領域における結晶粒の最大径は100μm程度である。結晶粒は、小結晶粒の合計面積、中結晶粒の合計面積、大結晶粒の合計面積が互いにほぼ等しくなるように、小結晶粒、中結晶粒、大結晶粒の3種類に分類した。   Note that the maximum diameter of the crystal grains in the measurement region is about 100 μm. The crystal grains were classified into three types: small crystal grains, medium crystal grains, and large crystal grains so that the total area of small crystal grains, the total area of medium crystal grains, and the total area of large crystal grains were almost equal to each other.

図5は、このようにして求められた平均KAM(小結晶粒、大結晶粒)とクリープ寿命消費率との関係を示したものである。また、図6は、これらの差(平均KAM差)とクリープ寿命消費率との関係を示したものである。なお、平均KAM差は、格子歪差に相当する。また、平均KAM差は、「小結晶粒についての平均KAM−大結晶粒についての平均KAM」とした。   FIG. 5 shows the relationship between the average KAM (small crystal grains, large crystal grains) thus determined and the creep life consumption rate. FIG. 6 shows the relationship between these differences (average KAM difference) and the creep life consumption rate. Note that the average KAM difference corresponds to a lattice distortion difference. The average KAM difference was defined as “average KAM for small crystal grains−average KAM for large crystal grains”.

図5、図6から明らかなように、クリープ寿命消費率が高くなるにつれて平均KAM差が徐々に減少する。このため、クリープ寿命消費率が不明な金属材料の平均KAM差を求めてこれをあてはめることにより、この金属材料のクリープ寿命消費率を推定することができる。なお、この金属材料は、第1の実施形態における第2の金属材料に相当する。   As is apparent from FIGS. 5 and 6, the average KAM difference gradually decreases as the creep life consumption rate increases. For this reason, the creep life consumption rate of this metal material can be estimated by obtaining and applying the average KAM difference of the metal material whose creep life consumption rate is unknown. This metal material corresponds to the second metal material in the first embodiment.

また、仮に、EBSPによる評価のための調整過程等で試料の表面に歪が発生した場合、結晶方位が変化することにより、例えば、図5に矢印で示されるように平均KAM(小結晶粒、大結晶粒)が変化する。しかし、これらの平均KAM(小結晶粒、大結晶粒)の変化量は基本的に同一であることから、これらの差である平均KAM差は変化しない。すなわち、図6に示される平均KAM差とクリープ寿命消費率との関係は変化しない。同様の理由により、このような関係にあてはめられる金属材料の平均KAM差についても試料の表面状態により変化しない。   Also, if distortion occurs on the surface of the sample during the adjustment process for evaluation by EBSP, the crystal orientation changes, for example, the average KAM (small crystal grains, as shown by arrows in FIG. 5). Large crystal grains) change. However, since the amount of change in these average KAMs (small crystal grains, large crystal grains) is basically the same, the average KAM difference, which is the difference between them, does not change. That is, the relationship between the average KAM difference and the creep life consumption rate shown in FIG. 6 does not change. For the same reason, the average KAM difference of the metal material applied to such a relationship does not change depending on the surface state of the sample.

このように、小結晶粒と大結晶粒との平均KAM差をはじめとする小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を使用することにより、いずれの段階においても試料の表面状態の影響を受けなくなる。このため、高精度にクリープ寿命消費率等を評価することができる。   Thus, by using the difference in lattice strain between the small crystal grains and the large crystal grains, including the average KAM difference between the small crystal grains and the large crystal grains, the influence of the surface condition of the sample at any stage can be achieved. I will not receive it. Therefore, the creep life consumption rate and the like can be evaluated with high accuracy.

(比較例1)
実施例1と同様にして、各測定点のKAMを求めた。その後、これらのKAMを平均して平均KAMを求めた。すなわち、実施例1のようにKAMを小結晶粒についてのKAMと大結晶粒についてのKAMとに区別することなく、そのまま平均して平均KAMを求めた。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1, the KAM at each measurement point was obtained. Thereafter, these KAMs were averaged to obtain an average KAM. That is, as in Example 1, KAM was averaged as it was without distinguishing between KAM for small crystal grains and KAM for large crystal grains, and an average KAM was obtained.

図7は、このようにして求められた平均KAMとクリープ寿命消費率との関係を示したものである。平均KAMとクリープ寿命消費率との間には一定の関係があることから、平均KAMを使用してもクリープ寿命消費率を推定することができる。   FIG. 7 shows the relationship between the average KAM thus obtained and the creep life consumption rate. Since there is a certain relationship between the average KAM and the creep life consumption rate, the creep life consumption rate can be estimated even if the average KAM is used.

しかし、平均KAMとクリープ寿命消費率とを単に関係づけた場合、仮に、試料の表面に歪が発生した場合、結晶方位が変化することにより、例えば、図中矢印で示されるように平均KAMが変化する。すなわち、平均KAMとクリープ寿命消費率との関係が変化する。同様に、このような関係にあてはめられる金属材料の平均KAMについても試料の表面に発生した歪により変化する。   However, when the average KAM is simply related to the creep life consumption rate, if a strain occurs on the surface of the sample, the crystal orientation changes, for example, as shown by the arrow in the figure, the average KAM is Change. That is, the relationship between the average KAM and the creep life consumption rate changes. Similarly, the average KAM of the metal material applied to such a relationship also changes due to the strain generated on the surface of the sample.

このように、単に平均KAMをクリープ寿命消費率等に関係づけた場合、各段階で試料の表面状態の影響を受けるおそれがある。このため、クリープ寿命消費率等の評価を必ずしも高精度に行うことができない。   Thus, when the average KAM is simply related to the creep life consumption rate, etc., there is a risk of being influenced by the surface condition of the sample at each stage. For this reason, it is not always possible to accurately evaluate the creep life consumption rate and the like.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…分析区画、11…第1の区画、12…第2の区画、20…評価装置、21…記憶部、22…推定部、23…計測部、24…入力部、25…表示部、30…評価装置、31…計測部、32…記憶部、33…比較部、34…入力部、35…表示部、40…試験片、41…平行部、42…保持部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Analysis division, 11 ... 1st division, 12 ... 2nd division, 20 ... Evaluation apparatus, 21 ... Memory | storage part, 22 ... Estimation part, 23 ... Measurement part, 24 ... Input part, 25 ... Display part, 30 ... Evaluation device, 31 ... Measurement part, 32 ... Storage part, 33 ... Comparison part, 34 ... Input part, 35 ... Display part, 40 ... Test piece, 41 ... Parallel part, 42 ... Holding part

Claims (10)

第1の金属材料を使用して、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と、寿命消費率または変形量との関係を求める第1の工程と、
前記第1の金属材料と同質の第2の金属材料について、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を求める第2の工程と、
前記第1の工程で求められた関係に前記第2の工程で求められた格子歪差をあてはめ、前記第2の金属材料の寿命消費率または変形量を推定する第3の工程と、
を有する金属材料の評価方法。
A first step of obtaining a relationship between a lattice strain difference between a small crystal grain and a large crystal grain and a lifetime consumption rate or a deformation amount using the first metal material;
A second step of obtaining a lattice strain difference between a small crystal grain and a large crystal grain for a second metal material having the same quality as the first metal material;
Applying the lattice strain difference obtained in the second step to the relationship obtained in the first step, and estimating the lifetime consumption rate or the deformation amount of the second metal material;
Evaluation method of metal material having
第1の金属材料および第2の金属材料の母相が面心立方構造を有する請求項1記載の金属材料の評価方法。   The method for evaluating a metal material according to claim 1, wherein a parent phase of the first metal material and the second metal material has a face-centered cubic structure. 金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を求める第1の工程と、
前記第1の工程で求められた格子歪差を基準値と比較する第2の工程と、
前記第2の工程による基準値との比較により寿命消費率または変形量を評価する第3の工程と、
を有する金属材料の評価方法。
A first step of obtaining a lattice strain difference between a small crystal grain and a large crystal grain in a metal material;
A second step of comparing the lattice strain difference obtained in the first step with a reference value;
A third step of evaluating the lifetime consumption rate or the deformation amount by comparison with the reference value in the second step;
Evaluation method of metal material having
前記金属材料の母相が面心立方構造を有する請求項3記載の金属材料の評価方法。   The metal material evaluation method according to claim 3, wherein a parent phase of the metal material has a face-centered cubic structure. 前記寿命消費率がクリープ寿命消費率であり、前記変形量がクリープ変形量である請求項1乃至4のいずれか1項記載の金属材料の評価方法。   The metal material evaluation method according to claim 1, wherein the life consumption rate is a creep life consumption rate, and the deformation amount is a creep deformation amount. 前記大結晶粒を区分する粒径の下限値と、前記小結晶粒を区分する粒径の上限値とが連続していない請求項1乃至5のいずれか1項記載の金属材料の評価方法。   The metal material evaluation method according to any one of claims 1 to 5, wherein a lower limit value of a particle size for classifying the large crystal grains and an upper limit value of a particle size for classifying the small crystal grains are not continuous. 前記小結晶粒と前記大結晶粒との格子歪差は、
前記小結晶粒と前記大結晶粒とを含み、複数の測定点が設定された測定領域において、各測定点について、その測定点の結晶方位とこれに隣接する測定点の結晶方位との結晶方位差を平均して平均結晶方位差を求める工程と、
これらの平均結晶方位差のうち、その測定点が前記小結晶粒に含まれるものを平均して前記小結晶粒についての平均結晶方位差を求めるとともに、その測定点が前記大結晶粒に含まれるものを平均して前記大結晶粒についての平均結晶方位差を求める工程と、
前記小結晶粒についての平均結晶方位差と前記大結晶粒についての平均結晶方位差との差を求める工程と、
を経て求められる請求項1乃至6のいずれか1項記載の金属材料の評価方法。
The lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains is
In the measurement region including the small crystal grains and the large crystal grains, and a plurality of measurement points are set, for each measurement point, the crystal orientation of the crystal orientation of the measurement point and the crystal orientation of the measurement point adjacent thereto Calculating the average crystal orientation difference by averaging the differences;
Among these average crystal orientation differences, the measurement points included in the small crystal grains are averaged to obtain an average crystal orientation difference for the small crystal grains, and the measurement points are included in the large crystal grains. Averaging the ones to determine the average crystal orientation difference for the large grains;
Determining a difference between an average crystal orientation difference for the small crystal grains and an average crystal orientation difference for the large crystal grains;
The method for evaluating a metal material according to claim 1, which is obtained through the process.
前記結晶方位は、後方散乱電子回折を用いて求められる請求項7記載の金属材料の評価方法。   The method for evaluating a metal material according to claim 7, wherein the crystal orientation is obtained using backscattered electron diffraction. 第1の金属材料を使用して求められ、小結晶粒と大結晶粒との格子歪差と、寿命消費率または変形量との関係を記憶する記憶部と、
前記第1の金属材料と同質の第2の金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を、前記記憶部に記憶された関係にあてはめ、前記第2の金属材料の寿命消費率または変形量を推定する推定部と、
を有する金属材料の評価装置。
A storage unit that is obtained using the first metal material and stores a relationship between a lattice strain difference between a small crystal grain and a large crystal grain and a lifetime consumption rate or a deformation amount;
The lattice strain difference between the small crystal grains and the large crystal grains in the second metal material of the same quality as the first metal material is applied to the relationship stored in the storage unit, and the lifetime consumption rate of the second metal material Or an estimation unit for estimating a deformation amount;
An evaluation apparatus for metal materials.
金属材料における小結晶粒と大結晶粒との格子歪差を取得する計測部と、
基準値を記憶する記憶部と、
前記格子歪差を前記基準値と比較する比較部と、
を有する金属材料の評価装置。
A measurement unit for acquiring a lattice strain difference between a small crystal grain and a large crystal grain in a metal material;
A storage unit for storing a reference value;
A comparison unit for comparing the lattice strain difference with the reference value;
An evaluation apparatus for metal materials.
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