JP2019035597A - 余寿命評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
σ相面積率σは、いわゆるレプリカ法によって求めた。
すなわち、図2に示す評価対象材2の被検部2aの表面をグラインダー等で研磨した後、被検部2aに所定の化学エッチングや電解エッチングを施す。
第1関係グラフ6については、評価対象材2と同種の試験材を使用して、前述のクリープ中断試験や加熱時効試験を行う。このうちのクリープ中断試験については、試験片に、直径6mmφで平行部30mmの丸棒状試験片を使用し、JIS Z 2271に準拠して行った。
なお、説明の便宜上、実施形態K8を最初に説明する。
図12に示す実施形態K8では、温度推定工程S1を、図12(a)に示す要素dによって行い、余寿命推定工程S2を、図12(b)に示す要素fによって行う。
また、図4、図5に示す実施形態K1では、温度推定工程S1を、図4(a)に示す要素aによって行い、余寿命推定工程S2を、図4(b)(c)に示す要素bによって行う。
図5(a)によると、模式図の第1関係グラフ6と同様、試験材のσ相面積率σは、試験時間tの経過とともに増加し、このσ相面積率σの面積率レベルは、試験温度Tが650℃、700℃、750℃のように上昇するほど、高い面積率レベルに移行するのがわかる。そして、このグラフでは、特定の試験温度700℃、750℃において、σ相面積率σ、試験時間tの各値が加熱時効材、クリープ時効材に係わらず共通の曲線で整理することができる。
また、図6に示す実施形態K2では、温度推定工程S1を、図6(a)に示す要素aによって行い、余寿命推定工程S2を、図6(b)に示す要素cによって行う。
図6(c)によると、模式図の第3関係グラフ8と同様、全寿命t0は、試験温度Tが高くなるほど短くなり、この全寿命t0の寿命レベルは、負荷応力Pが40MPa、60MPa、80MPa、100MPaのように増加するほど、短い寿命レベルに移行するのがわかる。
また、図7に示す実施形態K3では、温度推定工程S1を、図7(a)に示す要素aによって行い、余寿命推定工程S2を、図7(b)に示す要素eによって行う。
図7(c)によると、模式図の第2関係グラフ7Lと同様、試験材のLMPは、負荷応力Pが高くなるほど減少し、また、同じ負荷応力レベルでは、σ相面積率σが2%、4%、9%のように増加するほど、小さいLMPに移行するのがわかる。
また、図8に示す実施形態K4では、温度推定工程S1を、図8(a)に示す要素aによって行い、余寿命推定工程S2を、図8(b)に示す要素fによって行う。
図8(c)によると、模式図の第3関係グラフ8Lと同様、試験材のLMPは、負荷応力Pが高くなるほど減少するのがわかる。
また、図9に示す実施形態K5では、温度推定工程S1を、図9(a)に示す要素dによって行い、余寿命推定工程S2を、図9(b)(c)に示す要素bによって行う。
図9(d)によると、模式図の第1関係グラフ6Lと同様、試験材のLMPは、σ相面積率σが大きいほど増加するのがわかる。そして、このグラフでは、σ相面積率σ、LMPの各値は、試験温度T、負荷応力P、加熱時効材、クリープ時効材に係わらず、共通の曲線で整理することができる。
また、図10に示す実施形態K6では、温度推定工程S1を、図10(a)に示す要素dによって行い、余寿命推定工程S2を、図10(b)に示す要素cによって行う。
また、図11に示す実施形態K7では、温度推定工程S1を、図11(a)に示す要素dによって行い、余寿命推定工程S2を、図11(b)に示す要素eによって行う。
2 評価対象材
5 σ相
6、6L 第1関係グラフ(第1関係図式)
7a、7b、7L 第2関係グラフ(第2関係図式)
8、8L 第3関係グラフ(第3関係図式)
P 負荷応力
S1 温度推定工程
S11 第1過程
S12 第2過程
S2、S21、S22 余寿命推定工程
S21a 第3過程
S22a 第4過程
S22b 第5過程
t 使用時間
tr 試験余寿命
t0 全寿命
T 使用温度
T4 等価温度
σ σ相面積率(金属間化合物析出量)
Claims (8)
- クリープ環境下における評価対象材の金属間化合物析出量と使用時間とに基づいて、前記評価対象材の使用温度に等価な等価温度を推定する温度推定工程と、
推定した前記等価温度に基づいて、前記評価対象材がクリープ破断に至るまでの余寿命を推定する余寿命推定工程とを備える
余寿命評価方法。 - 前記温度推定工程は、
前記評価対象材の金属間化合物析出量を定量化する第1過程と、
前記評価対象材と同種であってクリープ環境下における試験材の金属間化合物析出量、試験温度、及び試験時間の関係を定量化した第1関係図式と、前記第1過程で得られる評価対象材の金属間化合物析出量と、前記評価対象材の使用時間とに基づいて、前記評価対象材の等価温度を推定する第2過程とを有する
請求項1に記載の余寿命評価方法。 - 前記余寿命推定工程は、
前記試験材の負荷応力、金属間化合物析出量、試験温度、及び試験余寿命の関係を定量化した第2関係図式と、前記評価対象材の負荷応力と、前記第1過程で得られる評価対象材の金属間化合物析出量と、前記第2過程で推定された等価温度とに基づいて、前記評価対象材の余寿命を推定する第3過程を有する
請求項2に記載の余寿命評価方法。 - 前記余寿命推定工程は、
前記試験材の負荷応力、試験温度、及び試験開始からクリープ破断に至るまでの全寿命の関係を定量化した第3関係図式と、前記評価対象材の負荷応力と、前記第2過程で推定された等価温度とに基づいて、前記評価対象材の全寿命を推定する第4過程と、
該第4過程で推定された全寿命から前記評価対象材の使用時間を差し引いて、前記評価対象材の余寿命を算出する第5過程とを有する
請求項2に記載の余寿命評価方法。 - 前記第1関係図式は、
温度変数を、前記試験温度のみの関数とし、
時間変数を、前記試験時間のみの関数とする変数構成を有する
請求項2に記載の余寿命評価方法。 - 前記第2関係図式は、
温度変数を、前記試験温度のみの関数とし、
余寿命変数を、前記試験余寿命のみの関数とする変数構成を有する
請求項3に記載の余寿命評価方法。 - 前記第3関係図式は、
温度変数を、前記試験温度のみの関数とし、
全寿命変数を、前記全寿命のみの関数とする変数構成を有する
請求項4に記載の余寿命評価方法。 - 前記評価対象材及び試験材は、いずれもオーステナイト系ステンレス鋼から成り、
前記金属間化合物は、前記オーステナイト系ステンレス鋼中のσ相である
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の余寿命評価方法。
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