JP2022116417A - Small creep test piece mounting jig - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、従来のクリープ試験機、つかみ部、伸び計を用いて、規格よりも小さい寸法あるいは異なる形状の小型試験片のクリープ伸びを測定するのに用いて好適な小型クリープ試験片治具に関する。 The present invention relates to a small creep test piece jig suitable for use in measuring the creep elongation of small test pieces having dimensions smaller than the standard or different shapes using conventional creep testers, grips, and extensometers. .
非特許文献1の日本産業規格JIS Z2271「金属材料のクリープ及びクリープ破断試験方法」の附属書JAには、規定された温度に加熱した金属材料のクリープ伸びを測定し、安定した試験結果を得るのに用いて好適な、平行部の直径が6mm以上のつば付き円形断面試験片が規定されている。
図6は、JIS Z2271の附属書に規定されているつば付き円形断面試験片の例を示す構成正面図である。つば付き円形断面試験片10は、クリープ伸びの測定に用いる平行部11、伸び計を試験片10に取り付けるためのつば部12、試験片10をクリープ試験機に固定するためのつかみ部13から構成される。
Non-Patent Document 1 Japanese Industrial Standard JIS Z2271 "Methods for creep and creep rupture test of metal materials", Annex JA, measures the creep elongation of metal materials heated to a specified temperature, and obtains stable test results A flanged circular cross-sectional test piece having a parallel portion diameter of 6 mm or more is specified, suitable for use in.
FIG. 6 is a structural front view showing an example of a flanged circular cross-sectional test piece specified in the annex of JIS Z2271. A flanged circular
平行部11は、例えば断面円形11aであって、平行部の直径は6mm、8mm、又は10mmと、標準的な形状が定められている。
つば部12の形状は、例えば平行部11の直径、例えば10mmよりも大きな、例えば12mmの頂部外径を有している。即ち、典型的なつば部12の断面での頂部高さは1mmとなっており、頂部の傾斜角は、例えば試験片の中心軸方向に沿って上下方向とも45度を有している。つば部12は、平行部11に二か所設けられており、つば部12の間隔は、クリープ伸びの測定の基準となる標点距離と見なされ、平行部の直径の5倍に規定されている。
つかみ部13は、つば付き円形断面試験片10の両端に設けられた棒状の部位で、平行部11よりも太い形状を有し、クリープ試験機に固定される。
従来は、規定された寸法と形状の試験片10に合致したクリープ試験機のつかみ部に試験片10を固定し、規定された寸法と形状の試験片10に適した伸び計を試験片10のつば部12に直接取り付け、試験片10の伸びを伸び計により加熱装置の外に取り出して測定した。
The
The shape of the
The gripping
Conventionally, the
図7は、非特許文献2で開示された従来のクリープ試験機の全体構成図である。従来のクリープ試験機は、電気炉の内部に試験片を収容し、規定された温度に加熱して、クリープ伸びを測定していた。温度測定は、測温端が試験片に接触している熱電対が用いられている。伸び計は、伸び測定装置とも呼ばれ、電気炉の内部に収容された試験片の伸びを、電気炉の外部に設けられたリニアゲージで測定していた。リニアゲージは、試験片10の左右両側に設けられており、左右のリニアゲージの測定値を平均することで、より正確なクリープ伸びの測定を行っている。
FIG. 7 is an overall configuration diagram of a conventional creep tester disclosed in Non-Patent
図8は、JIS Z2271の附属書で規定されているつば付き円形断面試験片をクリープ試験機に装着した一例を示す要部構成図で、(A)はクリープ試験機の上部を示す正面図、(B)は図8(A)の矢印A位置での平面図で、(C)はクリープ試験機の下部を示す正面図ある。
クリープ試験機20は、つかみ部21a、21b、上部伸び計ショルダー部22、下部伸び計ショルダー部23、上部伸び計アーム24、下部伸び計アーム25、加熱装置(電気炉)26、上部伸び計の調節ねじ27、下部伸び計のゲージ保持部28、リニアゲージ29を有している。
FIG. 8 is a main part configuration diagram showing an example in which a flanged circular cross-section test piece specified in the appendix of JIS Z2271 is attached to a creep tester, (A) is a front view showing the upper part of the creep tester, (B) is a plan view at the position of arrow A in FIG. 8(A), and (C) is a front view showing the lower part of the creep tester.
The
つば付き円形断面試験片をクリープ試験機に装着する場合は、次の手順で行う。図8(A)に示すように、雄ねじになっている試験片の上下のつかみ部13と、雌ねじになっているクリープ試験機の上下のつかみ部21a、21bを組み合わせて固定する。次に、試験片のつば部12に上部伸び計ショルダー部22と下部伸び計ショルダー部23を試験片の左右両側から挟み込んで取り付け、上部伸び計アーム24と下部伸び計アーム25を通して、試験片平行部11の伸びを加熱装置26の外側に取り出す。
そして、クリープ試験機の伸び測定装置とリニアゲージが、例えば図8(C)に示すクリープ試験機の下部正面図のように、図8(A)に示すクリープ試験機の上部と組み合わせられている。
図8(C)に示すように、クリープ試験機の伸び測定装置とリニアゲージでは、上部伸び計の調節ねじ27と下部伸び計のゲージ保持部28の間の距離の変化をダイヤルゲージやリニアゲージ29で測長することで、試験片平行部11の伸びを測定している。
When mounting a circular section test piece with a flange on a creep tester, follow the procedure below. As shown in FIG. 8A, the male-threaded upper and lower gripping
Then, the elongation measuring device and linear gauge of the creep tester are combined with the upper part of the creep tester shown in FIG. .
As shown in FIG. 8(C), in the elongation measuring device and linear gauge of the creep tester, the change in the distance between the
従来の規定された試験片の寸法や形状、および規定された試験片をクリープ試験機に固定する方法は、非特許文献2、3にも紹介されている。また、金属薄型板のクリープ試験片の形状に関しては、例えば特許文献1で提案されている。
しかし、平行部直径6mm以上のつば付き円形断面試験片を採取することができないほど小さな、あるいは異なる形状の金属材料のクリープ伸びを測定する場合は、作製した小型試験片の寸法や形状に合わせた極めて高価な専用の試験機やつかみ部を用意する必要があった。例えば、白金系金属による試験片の作成や、希土類金属元素を用いた試験片の作成では、材料である白金系金属や希土類金属元素を、標準のつば付き円形断面試験片の形状に仕上げて使用するにも、調達コストが増大するので、小型試験片での試験が望まれている。また、厚さが6mm以下の板状部材、肉厚が6mm以下の管状部材、直径6mm以下の棒状あるいは線状部材のクリープ強度を測定する場合は、小型試験片での試験しかできない。
さらに、小型試験片の寸法や形状に合わせた極めて高価な専用の伸び計を新たに用意するか、伸び計を用いないでクリープ伸びを検出し加熱装置の外に取り出す別の方法を実施する必要があった。
However, when measuring the creep elongation of a metal material that is too small or has a different shape to make it impossible to obtain a circular cross-section test piece with a parallel part diameter of 6 mm or more, it is necessary to adjust the size and shape of the small test piece that is produced. It was necessary to prepare an extremely expensive dedicated testing machine and gripper. For example, when creating test pieces from platinum-based metals or rare-earth metal elements, platinum-based metals and rare-earth metal elements are used after finishing them into the shape of standard circular cross-section test pieces with flanges. However, since procurement costs increase, testing with small test pieces is desired. When measuring the creep strength of plate-shaped members with a thickness of 6 mm or less, tubular members with a wall thickness of 6 mm or less, and rod-shaped or wire-shaped members with a diameter of 6 mm or less, only small test pieces can be used.
In addition, it is necessary to prepare a new, extremely expensive extensometer suitable for the size and shape of the small test piece, or to implement another method of detecting creep elongation without using an extensometer and extracting it from the heating device. was there.
本発明は、上述した課題を解決するもので、従来のクリープ試験機、つかみ部、伸び計を用いて、規格よりも小さい寸法あるいは異なる形状の小型試験片のクリープ伸びを測定するのに用いて好適な小型クリープ試験片治具を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems by using conventional creep testers, grips and extensometers to measure the creep elongation of small test specimens that are smaller than standard or have different shapes. It is an object of the present invention to provide a suitable small creep test piece jig.
[1]本発明に係る小型クリープ試験片装着用治具は、例えば図1に示すように、クリープ試験機20に設けられたつかみ部21a、21bに固定できる治具つかみ部31と、クリープ試験機20に設けられる伸び測定装置に取り付けるための治具つば部32と、小型試験片40の被つかみ部42a,42bを固定できる中間つかみ部33とを備える。
[1] A jig for mounting a small creep test piece according to the present invention comprises, for example, as shown in FIG. It has a
[2]本発明に係る小型クリープ試験片装着用治具において、例えば図2Aに示すように、好ましくは、小型クリープ試験片装着用治具30a、30bは、小型試験片40の両端に位置する被つかみ部42a、42bの各々に装着され、小型クリープ試験片装着用治具30a、30bの各々は、クリープ試験機20に設けられた上下のつかみ部21a、21bに固定されるように構成されているとよい。
[3]本発明に係る小型クリープ試験片装着用治具において、好ましくは、治具つば部32は、断面での頂部高さは0.5~1mmであり、頂部の傾斜角は小型クリープ試験片装着用治具30a、30bの中心軸方向に沿って上下方向とも30~60度を有しているとよい。
[4]本発明に係る小型クリープ試験片装着用治具において、好ましくは、治具つかみ部31は、周面に雄ねじが形成されており、クリープ試験機20の上下のつかみ部21a、21bに形成された雌ねじと螺合するように構成されているとよい。
[2] In the small creep test piece mounting jig according to the present invention, as shown in FIG. Each of the small creep test
[3] In the jig for mounting a small creep test piece according to the present invention, preferably, the
[4] In the jig for mounting a small creep test piece according to the present invention, preferably, the
[5]本発明に係る小型クリープ試験片装着用治具において、例えば図1、2Aに示すように、好ましくは、小型試験片40の被つかみ部42a、42bの周面に雄ねじが形成されており、中間つかみ部33には雌ねじが形成されており、小型試験片40の雄ねじと中間つかみ部33の雌ねじとは螺合するように構成されているとよい。
[6]本発明に係る小型クリープ試験片装着用治具において、例えば図4に示すように、好ましくは、小型試験片40は板状の被つかみ部42a、42bであって、被つかみ部42a、42bには貫通穴が形成されており、中間つかみ部33は、被つかみ部42a、42bが装着されるスリット35が設けてあると共に、ピン37が挿入される横穴36を有しており、小型試験片40の被つかみ部がスリット35に装着された状態では、横穴36と前記貫通穴が対向していると共に、ピン37を横穴36及び前記貫通穴に装着した状態で、小型試験片40が小型クリープ試験片装着用治具30a、30bに固定されているとよい。
[5] In the jig for mounting a small creep test piece according to the present invention, as shown in FIGS. A female thread is formed in the
[6] In the small creep test piece mounting jig according to the present invention, as shown in FIG. , 42b are formed with through holes, and the
日本産業規格JIS Z2271の附属書が規定する平行部直径6mm以上のつば付き円形断面試験片のクリープ伸びを測定するための従来のクリープ試験機、つかみ部、伸び計を用いて、規格よりも小さい寸法かつ異なる形状の小型試験片のクリープ伸びを測定することが可能となる。
小型試験片の寸法や形状に合わせた極めて高価な専用の試験機やつかみ部を用意する必要がなくなった。さらに、小型試験片の寸法や形状に合わせた極めて高価な専用の伸び計を新たに用意したり、伸び計を用いないでクリープ伸びを検出し加熱装置の外側に取り出す別の方法を実施したりする必要がなくなった。
Using a conventional creep tester, grip part, and extensometer for measuring the creep elongation of a flanged circular cross-section test piece with a parallel part diameter of 6 mm or more specified by the annex of the Japanese Industrial Standard JIS Z2271, it is smaller than the standard It is possible to measure the creep elongation of small specimens of different sizes and shapes.
It is no longer necessary to prepare a very expensive dedicated tester and gripper that match the size and shape of the small test piece. In addition, we prepared a new, extremely expensive extensometer suitable for the size and shape of small test pieces, and implemented another method of detecting creep elongation without using an extensometer and extracting it outside the heating device. no longer need to.
以下、図面を用いて本発明を説明する。
図1は、本発明の小型クリープ試験片装着用治具の一実施例を示す構成斜視図である。
図において、本発明の小型クリープ試験片装着用治具は、治具つかみ部31、治具つば部32、中間つかみ部33で構成される。小型クリープ試験片の両端に装着するため、小型クリープ試験片装着用治具は二個一組で使用される。
治具のつかみ部31は、クリープ試験機の上下のつかみ部21a、21bと螺合する形状を有している。例えば、クリープ試験機のつかみ部が雌ねじになっている場合は、これに組み合わせられるように雄ねじにするとよい。
The present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a structural perspective view showing an embodiment of a small creep test piece mounting jig according to the present invention.
In the figure, the jig for mounting a small creep test piece of the present invention comprises a
The
つば部32の形状は、例えばJIS Z2271の附属書で規定されているつば付き円形断面試験片のつば部12の形状と同一であるとよい。即ち、典型的なつば部32の断面での頂部高さは1mmとなっており、頂部の傾斜角は、例えば試験片の中心軸方向に沿って上下方向とも45度を有している。つば部32には、上部伸び計ショルダー部22と下部伸び計ショルダー部23を、小型クリープ試験片装着用治具の左右両側から挟み込んで取り付ける。
中間つかみ部33は、小型試験片を固定できるように、円筒状の窪み穴が設けてある。例えば、小型試験片のつかみ部が雄ねじの場合は、中間つかみ部33にはこれと螺合する雌ねじにするとよい。
The shape of the
The intermediate
図2は本発明の小型クリープ試験片装着用治具を用いて小型試験片をクリープ試験機に装着した一例を示す要部構成図で、図2Aはクリープ試験機の上部を示す正面図、図2Bは、図2Aの矢印B位置での平面図である。なお、図2において、図8と同一作用をするものには、同一符号を付して説明を省略する。また、クリープ試験機の下部は図8Cと同様である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a small test piece mounted on a creep tester using the jig for mounting a small creep test piece of the present invention. FIG. 2B is a plan view at the position of arrow B in FIG. 2A. In addition, in FIG. 2, the same reference numerals are given to the parts having the same functions as those in FIG. 8, and the description thereof will be omitted. Also, the lower part of the creep tester is the same as in FIG. 8C.
本発明の小型クリープ試験片装着用治具は、従来のクリープ試験機のつかみ部21a、21bと小型試験片40の間に用いられる。本発明の小型クリープ試験片装着用治具30a、30bは、治具つかみ部31a、31b、治具つば部32a、32b、中間つかみ部33a、33bで構成される。
小型試験片40は、例えばJIS Z2271の附属書で規定されているつばなし円形断面試験片と相似の形状であるとよく、平行部41と被つかみ部42a、42bを備える。平行部41の直径は、例えば2~4mmとするとよく、平行部41の長さは、クリープ試験機の伸び測定が正確に行えるように、例えば10~30mmとするとよい。被つかみ部42a、42bは、小型試験片40の両端に設けるもので、中間つかみ部33と螺合する構造とするとよい。
The small creep test piece mounting jig of the present invention is used between the
The small test piece 40 preferably has a shape similar to a collarless circular cross-section test piece defined in the annex of JIS Z2271, for example, and includes a
小型試験片40を小型クリープ試験片装着用治具を用いてクリープ試験機に装着する場合は、次の手順で行う。治具つかみ部31a、31bとクリープ試験機の上下のつかみ部21a、21bを組み合わせて固定する。次に、中間つかみ部33a、33bを小型試験片の被つかみ部42a、42bを組み合わせて固定する。
さらに、治具つば部32a、32bに上部伸び計ショルダー部22と下部伸び計ショルダー部23を小型クリープ試験片装着用治具30a、30bの左右両側から挟み込んで取り付け、小型試験片40の平行部41の伸びを加熱装置26の外側に取り出す。
When the small test piece 40 is mounted on the creep tester using the small creep test piece mounting jig, the procedure is as follows. The
Furthermore, the upper
そして、クリープ試験機の伸び測定装置とリニアゲージが、例えば図8(C)に示すクリープ試験機の下部正面図のように、図2(A)に示すクリープ試験機の上部と組み合わせられている。
図8(C)に示すように、クリープ試験機の伸び測定装置とリニアゲージでは、上部伸び計の調節ねじ27と下部伸び計のゲージ保持部28の間の距離の変化をダイヤルゲージやリニアゲージ29で測長することで、小型試験片40の平行部41の伸びを測定している。
Then, the elongation measuring device and linear gauge of the creep tester are combined with the upper part of the creep tester shown in FIG. .
As shown in FIG. 8(C), in the elongation measuring device and linear gauge of the creep tester, the change in the distance between the
加熱装置26を所定のクリープ測定温度、例えば300~1000℃に昇温して、小型試験片40を含む小型クリープ試験片装着用治具30a、30bをクリープ測定温度に保持する。そして、小型試験片40を含む小型クリープ試験片装着用治具に、所定のクリープ測定負荷を荷重し、小型試験片40のクリープ伸びの経時測定を行い、クリープ伸びの測定曲線を得る。好ましくは、小型試験片40のクリープ破断までの時間を測定し、クリープ測定温度に対するクリープ破断寿命を測定するとよい。
The
<実施例1>
図3は、本発明の治具を用いて平行部直径3mmのつばのない円形断面小型試験片のクリープ伸びの時間変化を測定した一例を示すグラフである。雄ねじにした小型試験片40の被つかみ部42a、42bを、雌ねじにした中間つかみ部33a、33bに組み合わせて固定した。そして、治具つば部32a、32bを、上部伸び計ショルダー部22と下部伸び計ショルダー部23によって、小型クリープ試験片装着用治具30a、30bの左右両側から挟み込んで取り付け、クリープ試験機の伸び測定装置に取り付ける。小型試験片40の平行部41のクリープ伸びは、クリープ試験機の伸び測定装置により、加熱装置26の外側に取り出して測定した。
図3に示すように、3時間半程度の経過時間で、3mm程度のクリープ伸びが、測定できている。
<Example 1>
FIG. 3 is a graph showing an example of the change in creep elongation over time of a flangeless small circular cross-section test piece with a parallel portion diameter of 3 mm using the jig of the present invention. The gripped
As shown in FIG. 3, a creep elongation of about 3 mm can be measured after about 3.5 hours of elapsed time.
<実施例2>
図4は、本発明の小型クリープ試験片装着用治具の他の実施例を示す構成斜視図である。
この実施例では、小型クリープ試験片装着用治具30aは、治具つかみ部31、治具つば部32、スリット付き中間つかみ部34、スリット35、横穴36、ピン37を有している。
板状の小型試験片40には、小型クリープ試験片装着用治具30aのスリット35に挿入した状態では横穴36と対向する位置に貫通穴を設けてある。
<Example 2>
FIG. 4 is a structural perspective view showing another embodiment of the small creep test piece mounting jig of the present invention.
In this embodiment, a
The plate-shaped small test piece 40 is provided with a through hole at a position facing the
このように構成された装置においては、中間つかみ部34のスリット35に、板状の小型試験片40を挿入する。板状の小型試験片40をスリット35に挿入すると、横穴36にピン37を通して、板状小型試験片40を中間つかみ部34で挟み、固定できる。
In the device configured as described above, a small plate-shaped test piece 40 is inserted into the
図5は、図4で示す実施例の治具を用いて平行部幅3mm、厚さ2mmのつばのない円形断面小型試験片のクリープ伸びの時間変化を測定した一例を示すグラフである。100時間程度の経過時間で、1mm程度のクリープ伸びが、測定できている。 FIG. 5 is a graph showing an example of the change in creep elongation over time of a flangeless small circular cross-section test piece with a parallel portion width of 3 mm and a thickness of 2 mm using the jig of the example shown in FIG. A creep elongation of about 1 mm can be measured after about 100 hours of elapsed time.
本発明の小型クリープ試験片治具によれば、既存のクリープ試験機、つかみ部、伸び計を用いて、規格よりも小さい寸法あるいは異なる形状の小型試験片のクリープ伸びを測定することができる。 According to the small creep test piece jig of the present invention, it is possible to measure the creep elongation of small test pieces having sizes smaller than the standard or different shapes using existing creep testers, grips, and extensometers.
10 つば付き円形断面試験片
11 平行部
12 つば部
13 被つかみ部
20 クリープ試験機
21a、21b つかみ部
22 上部伸び計ショルダー部
23 下部伸び計ショルダー部
24 上部伸び計アーム
25 下部伸び計アーム
26 加熱装置(電気炉)
29 リニアゲージ
30、30a、30b 小型試験片装着用治具
31、31a、31b 治具つかみ部
32、32a、32b 治具つば部
33、33a、33b 中間つかみ部
34 スリット付き中間つかみ部
35 スリット
37 ピン
40 小型試験片
41 平行部
42a、42b 被つかみ部
10 Circular section test piece with
29 Linear gauges 30, 30a, 30b Small test
Claims (6)
前記クリープ試験機に設けられた伸び測定装置に取り付けるための治具つば部と、
小型試験片の被つかみ部を固定できる中間つかみ部と、
を備える小型クリープ試験片装着用治具。 a jig grip portion that can be fixed to a grip portion provided in the creep tester;
a jig collar for attachment to an elongation measuring device provided in the creep tester;
an intermediate gripping portion capable of fixing the gripped portion of the small test piece;
A jig for mounting a small creep test piece.
前記小型クリープ試験片装着用治具の各々は、前記クリープ試験機に設けられた上下のつかみ部に固定されるように構成された請求項1に記載の小型クリープ試験片装着用治具。 The jig for mounting the small creep test piece is mounted on each of the gripped portions located at both ends of the small test piece,
2. The small creep test piece mounting jig according to claim 1, wherein each of said small creep test piece mounting jigs is configured to be fixed to upper and lower grips provided on said creep tester.
前記中間つかみ部には雌ねじが形成されており、
前記小型試験片の雄ねじと前記中間つかみ部の雌ねじとは螺合するように構成された請求項1乃至4の何れか1項に記載の小型クリープ試験片装着用治具。 A male thread is formed on the peripheral surface of the gripped portion of the small test piece,
A female thread is formed in the intermediate grip portion,
5. The jig for mounting a small creep test piece according to claim 1, wherein the male thread of the small test piece and the female thread of the intermediate gripping portion are screwed together.
前記中間つかみ部は、前記被つかみ部が装着されるスリットが設けてあると共に、ピンが挿入される横穴を有しており、
前記小型試験片の被つかみ部がスリットに装着された状態では、前記横穴と前記貫通穴が対抗していると共に、前記ピンを前記横穴及び前記貫通穴に装着した状態で、前記小型試験片が前記小型クリープ試験片装着用治具に固定されているように構成された請求項1乃至4の何れか1項に記載の小型クリープ試験片装着用治具。
The small test piece is a plate-shaped gripped portion, and a through hole is formed in the gripped portion,
The intermediate gripping portion is provided with a slit to which the gripped portion is attached, and has a lateral hole into which a pin is inserted,
When the gripped portion of the small test piece is attached to the slit, the lateral hole and the through hole face each other, and when the pin is attached to the lateral hole and the through hole, the small test piece is The small creep test piece mounting jig according to any one of claims 1 to 4, wherein the small creep test piece mounting jig is configured to be fixed to the small creep test piece mounting jig.
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JP (1) | JP2022116417A (en) |
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2021
- 2021-01-29 JP JP2021012571A patent/JP2022116417A/en active Pending
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