JP2729679B2 - 電気化学的手法によるクロム・モリブデン鋼の経年脆化および軟化損傷評価法 - Google Patents
電気化学的手法によるクロム・モリブデン鋼の経年脆化および軟化損傷評価法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば発電プラントあるいは化学プラント
における機器、構造物の耐熱材料など、高温、高圧下の
長時間使用に伴う微視的な組織変化を生じたクロム・モ
リブデン鋼の劣化、損傷を非破壊的手法により定量的に
評価する、電気化学的手法によるクロム・モリブデン鋼
の経年脆化および軟化損傷評価法に関する。
における機器、構造物の耐熱材料など、高温、高圧下の
長時間使用に伴う微視的な組織変化を生じたクロム・モ
リブデン鋼の劣化、損傷を非破壊的手法により定量的に
評価する、電気化学的手法によるクロム・モリブデン鋼
の経年脆化および軟化損傷評価法に関する。
従来より、火力発電所、石油精製プラントをはじめと
したエネルギー工業分野では、高温でも優れた機械的性
質を有するクロム・モリブデン鋼が耐熱材料として広く
用いられている。この種の材料は、高温下で長時間使用
することにより、経年的材質変化、すなわち種々の微視
的組織変化、例えば炭化物の粗大化、球状化、固溶強化
元素の析出相への濃縮、あるいは不純物などの粒界偏析
などを生じ、当初の優れた材料特性を失うことが知られ
ている。
したエネルギー工業分野では、高温でも優れた機械的性
質を有するクロム・モリブデン鋼が耐熱材料として広く
用いられている。この種の材料は、高温下で長時間使用
することにより、経年的材質変化、すなわち種々の微視
的組織変化、例えば炭化物の粗大化、球状化、固溶強化
元素の析出相への濃縮、あるいは不純物などの粒界偏析
などを生じ、当初の優れた材料特性を失うことが知られ
ている。
今後、このような経年的材質変化が進行しつつある機
器が従来より厳しい条件で使用されることが予想される
ため、材質変化を考慮した機器の余寿命の再評価が急務
の課題となっている。
器が従来より厳しい条件で使用されることが予想される
ため、材質変化を考慮した機器の余寿命の再評価が急務
の課題となっている。
このクロム・モリブデン鋼の高温での長時間用中の材
質変化としては、炭化物粗大化が極めて重要である。こ
の炭化物粗大化過程において、固溶強化元素および微細
分散炭化物の減少に起因した鋼の軟化・クリープ抵抗特
性の低下が生じ、また粗大炭化物に起因した脆化が生じ
る。この析出炭化物変化は、レプリカ法によって相対評
価されるのが一般的であった。しかしながら、このレプ
リカ法では、炭化物の同定、損傷機構の同定、測定の迅
速性、定量性などにおいて難点があり、必ずしも充分な
定量評価には至っていない。
質変化としては、炭化物粗大化が極めて重要である。こ
の炭化物粗大化過程において、固溶強化元素および微細
分散炭化物の減少に起因した鋼の軟化・クリープ抵抗特
性の低下が生じ、また粗大炭化物に起因した脆化が生じ
る。この析出炭化物変化は、レプリカ法によって相対評
価されるのが一般的であった。しかしながら、このレプ
リカ法では、炭化物の同定、損傷機構の同定、測定の迅
速性、定量性などにおいて難点があり、必ずしも充分な
定量評価には至っていない。
また、最近、増山らによってCMA（Computer−Aided X
−ray Microanalysis）による濃度スペクトル法が開発
され、組織変化の高精度な定量評価が可能であることも
示されている［F.Masuyama,N.Nishimura and K.Setoguc
hi,Int.Conf.on Creep of Engineering Materials and
Structures,UK,879（1987）］。しかしながら、この方
法は、微小サンプルの採取が前提となり、プラント現位
置での迅速評価は困難である。
−ray Microanalysis）による濃度スペクトル法が開発
され、組織変化の高精度な定量評価が可能であることも
示されている［F.Masuyama,N.Nishimura and K.Setoguc
hi,Int.Conf.on Creep of Engineering Materials and
Structures,UK,879（1987）］。しかしながら、この方
法は、微小サンプルの採取が前提となり、プラント現位
置での迅速評価は困難である。
一方、本発明者らは、組織変化に起因して材料の電気
化学的性質が変化することに着目して、電気化学的手法
を用いた評価法を検討し、これまでにクロム・モリブデ
ン・バナジウム鋼およびクロム・モリブデン鋼の焼戻し
脆化の評価法を開発した〔高橋秀明，庄子哲雄，鈴木正
彦，村松正光，木村和成，斎藤潔，鈴木雅行，「電気現
場技術」,23（261），（1984）〕、〔八重樫彰，松尾憲
之助，盧友紹，庄子哲雄，高橋秀明，「非破壊検査」,3
7,79（1988）〕。
化学的性質が変化することに着目して、電気化学的手法
を用いた評価法を検討し、これまでにクロム・モリブデ
ン・バナジウム鋼およびクロム・モリブデン鋼の焼戻し
脆化の評価法を開発した〔高橋秀明，庄子哲雄，鈴木正
彦，村松正光，木村和成，斎藤潔，鈴木雅行，「電気現
場技術」,23（261），（1984）〕、〔八重樫彰，松尾憲
之助，盧友紹，庄子哲雄，高橋秀明，「非破壊検査」,3
7,79（1988）〕。
しかしながら、これらの方法は、クロム・モリブデン
鋼には、直接的に適用できなかったり、また検出原理が
不明確、測定時間が長い、データのバラツキが大きい、
さらに炭化物誘起脆化は検出できないなどの欠点を有し
ている。
鋼には、直接的に適用できなかったり、また検出原理が
不明確、測定時間が長い、データのバラツキが大きい、
さらに炭化物誘起脆化は検出できないなどの欠点を有し
ている。
本発明は、前記従来技術の課題を背景になされたもの
で、クロム・モリブデン鋼の損傷を、電気化学的測定に
より得られる分極曲線の特性ピーク電流密度値あるいは
所定の電位における電極インピーダンス振幅および位相
差情報量から経年劣化特性、例えば特性ピーク電流値あ
るいは特定電位、周波数における位相差と延性−脆性遷
移温度、あるいは硬度との相関関係を用いて、非破壊的
に現位置において容易にかつ迅速に脆化程度および、軟
化程度を評価することが可能な、電気化学的手法による
クロム・モリブデン鋼の劣化、損傷評価法を提供するこ
とを目的とする。
で、クロム・モリブデン鋼の損傷を、電気化学的測定に
より得られる分極曲線の特性ピーク電流密度値あるいは
所定の電位における電極インピーダンス振幅および位相
差情報量から経年劣化特性、例えば特性ピーク電流値あ
るいは特定電位、周波数における位相差と延性−脆性遷
移温度、あるいは硬度との相関関係を用いて、非破壊的
に現位置において容易にかつ迅速に脆化程度および、軟
化程度を評価することが可能な、電気化学的手法による
クロム・モリブデン鋼の劣化、損傷評価法を提供するこ
とを目的とする。
本発明は、クロム・モリブデン鋼をモリブデン酸塩を
主成分とする電解液中で、分極曲線あるいは所定の電位
における電極インピーダンスを計測し、この分極曲線の
特性ピーク電流密度値あるいは電極インピーダンス計測
により得られるボード線図上の振幅および位相差情報量
から、該電位において溶解されるクロム・モリブデン鋼
の所定の炭化物を定量することにより、クロム・モリブ
デン鋼の炭化物誘起脆化および劣化ならびにクリープ強
度低下を定量的に評価することを特徴とする、電気化学
的手法によるクロム・モリブデン鋼の経年脆化および軟
化損傷評価法を提供するものである。
主成分とする電解液中で、分極曲線あるいは所定の電位
における電極インピーダンスを計測し、この分極曲線の
特性ピーク電流密度値あるいは電極インピーダンス計測
により得られるボード線図上の振幅および位相差情報量
から、該電位において溶解されるクロム・モリブデン鋼
の所定の炭化物を定量することにより、クロム・モリブ
デン鋼の炭化物誘起脆化および劣化ならびにクリープ強
度低下を定量的に評価することを特徴とする、電気化学
的手法によるクロム・モリブデン鋼の経年脆化および軟
化損傷評価法を提供するものである。
本発明では、モリブデン酸塩を主成分とする電解液を
用いて、クロム・モリブデン鋼を電気化学的手法、例え
ばアノード分極法により分極曲線を測定する。より具体
的には、クロム・モリブデン鋼をモリブデン酸塩を主成
分とする電解液中で電位と電流との関係を電位走査電流
−電位曲線から特定のピーク電流密度値を測定する。そ
して、この特定のピーク電流密度値において溶解される
特定の炭化物の種類（モリブデン富化炭化物）を同定
し、よってこの特定ピーク電流値における経年劣化特性
を数値化することにより非破壊的に該クロム・モリブデ
ン鋼の劣化、損傷を評価するものである。
用いて、クロム・モリブデン鋼を電気化学的手法、例え
ばアノード分極法により分極曲線を測定する。より具体
的には、クロム・モリブデン鋼をモリブデン酸塩を主成
分とする電解液中で電位と電流との関係を電位走査電流
−電位曲線から特定のピーク電流密度値を測定する。そ
して、この特定のピーク電流密度値において溶解される
特定の炭化物の種類（モリブデン富化炭化物）を同定
し、よってこの特定ピーク電流値における経年劣化特性
を数値化することにより非破壊的に該クロム・モリブデ
ン鋼の劣化、損傷を評価するものである。
また、電気化学的手法としては、他に電極インピーダ
ンス法によって所定の電位において電極の周波数特性を
調べ、例えばボード線図上における特定周波数の位相差
情報量を評価パラメーターとして経年劣化特性を数値化
するものである。
ンス法によって所定の電位において電極の周波数特性を
調べ、例えばボード線図上における特定周波数の位相差
情報量を評価パラメーターとして経年劣化特性を数値化
するものである。
以下、本発明を図面を参照して説明する。
本実施例に用いられる供試材は、ボイラ用クロム・モ
リブデン鋼（STBA24およびSTPA24）管材の新材、人工時
効材および実機抜き取り材である。
リブデン鋼（STBA24およびSTPA24）管材の新材、人工時
効材および実機抜き取り材である。
ここで、新材の化学成分を第１表に、また時効条件ま
たは実機使用条件およびビッカーズ硬度を第２表に示
す。
たは実機使用条件およびビッカーズ硬度を第２表に示
す。
第２表中、実機使用温度は、設計値であり、TA2〜TA4
は、それぞれ新材TA1に640℃×400〜4,000時間の時効処
理を施したもの、TB2〜TB3は、新材TB1に650℃×50〜5,
000時間時効処理を施したものである。
は、それぞれ新材TA1に640℃×400〜4,000時間の時効処
理を施したもの、TB2〜TB3は、新材TB1に650℃×50〜5,
000時間時効処理を施したものである。
また、J1、J2およびJ3は、火力発電所プラントからの
抜き取り材であり、J1、J2およびJ3は、それぞれ設計温
度565℃×178,680時間、568℃×91,650時間および540℃
×132,000時間使用された材料である。
抜き取り材であり、J1、J2およびJ3は、それぞれ設計温
度565℃×178,680時間、568℃×91,650時間および540℃
×132,000時間使用された材料である。
また、TC2〜４は、新材TC1に640℃でそれぞれ400〜4,
000時間時効熱処理を加えたものである。
000時間時効熱処理を加えたものである。
まず、供試材No.TA1〜TA4の表面の顕微鏡写真を、第
１図に示す。
１図に示す。
第１図から明らかなように供試材の処女組織は、いず
れもフェライト・パーライトであり、人工時効（あるい
は実機使用）にともなって炭化物の凝集・粗大化、さら
に球状化が観察されることが分かる。
れもフェライト・パーライトであり、人工時効（あるい
は実機使用）にともなって炭化物の凝集・粗大化、さら
に球状化が観察されることが分かる。
また、2.25Cr−1Mo鋼では、固溶モリブデンあるいは
微細炭化物（Mo2C）が高温強度に有効であるが、高温で
の長時間使用（あるいは人工時効）中に、モリブデン富
化炭化物が粗大化し、軟化を招くことはよく知られてお
り、前記第２表に示されるように、本供試材において
も、人工時効、実機使用により軟化が生じていることが
分かる。
微細炭化物（Mo2C）が高温強度に有効であるが、高温で
の長時間使用（あるいは人工時効）中に、モリブデン富
化炭化物が粗大化し、軟化を招くことはよく知られてお
り、前記第２表に示されるように、本供試材において
も、人工時効、実機使用により軟化が生じていることが
分かる。
本実施例では、まず各供試材料を面積およそ1cm2とな
るように切り出し、裏面にリード線を接続したのち、試
験面以外をエポキシ樹脂で被覆し、試料電極とした。試
験面は、１μｍダイヤモンド・ペーストで湿式研磨し、
脱脂乾燥後、隙間腐蝕を避けるために試験片周辺部をエ
ナメルで被覆して電気化学的測定に供した。万能投影機
により10倍に投影した試料面積を計測し、分極測定で得
られた電流値をこの値で除して電流密度を算出した。
るように切り出し、裏面にリード線を接続したのち、試
験面以外をエポキシ樹脂で被覆し、試料電極とした。試
験面は、１μｍダイヤモンド・ペーストで湿式研磨し、
脱脂乾燥後、隙間腐蝕を避けるために試験片周辺部をエ
ナメルで被覆して電気化学的測定に供した。万能投影機
により10倍に投影した試料面積を計測し、分極測定で得
られた電流値をこの値で除して電流密度を算出した。
ここで、試料電極は、0.001モル／濃度のモリブデ
ン酸ナトリウム（Na2MoO4）水溶液に浸漬され、不動態
電位〔250mVv.s.SCE（飽和カロメル電極）〕に５分間保
持されたのち、0.5mV/秒の速度で卑方向へ掃引された。
ン酸ナトリウム（Na2MoO4）水溶液に浸漬され、不動態
電位〔250mVv.s.SCE（飽和カロメル電極）〕に５分間保
持されたのち、0.5mV/秒の速度で卑方向へ掃引された。
この分極曲線の模式図を、図２に示す。炭化物粗大化
の程度は、図２中、貴側の電流密度ピーク値として定義
されるIp値に明瞭に反映されており、本実施例では、こ
のIp値を用いて劣化程度を評価した。
の程度は、図２中、貴側の電流密度ピーク値として定義
されるIp値に明瞭に反映されており、本実施例では、こ
のIp値を用いて劣化程度を評価した。
例えば、各供試材（TA1〜TA4）について得られた分極
曲線の例を、図３に示す。
曲線の例を、図３に示す。
いずれの試験片においても、不動態電位（250mVv.s.S
CE）での保持時間中に、電流密度は１μA/cm2程度とな
る。卑方向への掃引が始まると、電流密度は一旦低下
し、次に電位90mV付近で最初の電流密度ピークを迎え
る。
CE）での保持時間中に、電流密度は１μA/cm2程度とな
る。卑方向への掃引が始まると、電流密度は一旦低下
し、次に電位90mV付近で最初の電流密度ピークを迎え
る。
さらに、卑側で電流密度が低下したのち、電位−250
〜−300mVで２度めのピークを示す。
〜−300mVで２度めのピークを示す。
ここで、図３に示されるように、電位90mV付近での電
流密度ピーク値（Ip値と定義）は、新材（TA1）におい
ては現れず、人工時効（実機使用材においても同様）に
おいては、高温・長時間側でより大きな値として得られ
る。
流密度ピーク値（Ip値と定義）は、新材（TA1）におい
ては現れず、人工時効（実機使用材においても同様）に
おいては、高温・長時間側でより大きな値として得られ
る。
なお、光学顕微鏡観察により、ピーク値の現れた試料
には、分極後の試料面に微小な溶解痕と考えられる黒点
が観察された。
には、分極後の試料面に微小な溶解痕と考えられる黒点
が観察された。
Ip値と時効組織の詳細な関係を調査するため、試料A4
を上記と同様の手順で分極し、Ip電位である90mVで１時
間保持したのち取り出して、溶解箇所の同定を行った。
なお、電位保持中の電流の変化は、図４に示されるとお
りであり、１時間経過時には初期の５分の１以下に減衰
していた。
を上記と同様の手順で分極し、Ip電位である90mVで１時
間保持したのち取り出して、溶解箇所の同定を行った。
なお、電位保持中の電流の変化は、図４に示されるとお
りであり、１時間経過時には初期の５分の１以下に減衰
していた。
図５（ａ）は、分極前の供試材TA4の研磨面の組成像
（反射電子像の顕微鏡写真）であり、図５（ｂ）は、同
一試料面の定電位電解後のSEM像（走査型電気顕微鏡
像）である。
（反射電子像の顕微鏡写真）であり、図５（ｂ）は、同
一試料面の定電位電解後のSEM像（走査型電気顕微鏡
像）である。
図５（ａ）と図５（ｂ）の比較から、組成像中の白点
の部位が溶解痕と一致することが分かる。
の部位が溶解痕と一致することが分かる。
また、図６（ａ）〜図６（ｂ）に、同一試料（TA4）
の研磨面の組成像〔図６（ａ）〕と同一試料面のナイタ
ール・エッチング後のSEM像〔図６（ｂ）〕を示す。
の研磨面の組成像〔図６（ａ）〕と同一試料面のナイタ
ール・エッチング後のSEM像〔図６（ｂ）〕を示す。
同図より、図６（ａ）の組織像中の白点は、図６
（ｂ）の一部の炭化物に一致していることが分かる。
（ｂ）の一部の炭化物に一致していることが分かる。
一方、図６（ａ）〜（ｂ）の組成像およびSEM像を、E
DS分析（エネルギー分散型Ｘ線分析）により分析したと
ころ、試料中の炭化物は、モリブデン−鉄富化炭化物と
鉄−クロム富化炭化物の２種に大別された。これらの２
種の炭化物のEDS分析結果の例を、それぞれ図７（ａ）
と（ｂ）に示す。
DS分析（エネルギー分散型Ｘ線分析）により分析したと
ころ、試料中の炭化物は、モリブデン−鉄富化炭化物と
鉄−クロム富化炭化物の２種に大別された。これらの２
種の炭化物のEDS分析結果の例を、それぞれ図７（ａ）
と（ｂ）に示す。
これまで知られている2.25Cr−1Mo鋼の時効中の炭化
物種類の変化および析出炭化物の主な時効から、今回得
られたモリブデン−鉄富化炭化物は、M6C〔Mo,Fe）
6C〕、鉄−クロム富化炭化物は、M23C6〔（Mo,Fe）
23C6〕、あるいはM7C3〔（Mo,Fe）7C3〕であると同定さ
れた。
物種類の変化および析出炭化物の主な時効から、今回得
られたモリブデン−鉄富化炭化物は、M6C〔Mo,Fe）
6C〕、鉄−クロム富化炭化物は、M23C6〔（Mo,Fe）
23C6〕、あるいはM7C3〔（Mo,Fe）7C3〕であると同定さ
れた。
なお、組成像の白点に一致する炭化物は、図７（ａ）
のモリブデン−鉄富化炭化物であった。これらのことか
ら、本実施例の分極過程において、貴側ピーク電位で
は、所定の炭化物、すなわちM6Cを起点とした溶解が生
ずるものであり、Ip値はM6C析出量を反映した値である
ことが分かる。
のモリブデン−鉄富化炭化物であった。これらのことか
ら、本実施例の分極過程において、貴側ピーク電位で
は、所定の炭化物、すなわちM6Cを起点とした溶解が生
ずるものであり、Ip値はM6C析出量を反映した値である
ことが分かる。
ところで、モリブデン富化炭化物であるM6Cの析出・
粗大化にともなって、固溶強化元素であるモリブデンの
母地中濃度の低下および微細分散炭化物Mo2Cの減少が生
じ、鋼の軟化・クリープ強度の低下が生じる。また、詳
細な機構は明らかにされていないが、粗大モリブデン炭
化物が脆化要因になることも判明している。
粗大化にともなって、固溶強化元素であるモリブデンの
母地中濃度の低下および微細分散炭化物Mo2Cの減少が生
じ、鋼の軟化・クリープ強度の低下が生じる。また、詳
細な機構は明らかにされていないが、粗大モリブデン炭
化物が脆化要因になることも判明している。
これらのことから、M6C析出量を定量的に把握するこ
とにより、材料の軟化、クリープ損傷および炭化物誘起
脆化との相関性を得ることが可能であることが分かる。
とにより、材料の軟化、クリープ損傷および炭化物誘起
脆化との相関性を得ることが可能であることが分かる。
ここで、図８に、ラーソン・ミラー・パラメータ〔L.
M.P.、Ｔ（20＋logt）×10-3、ここで、Ｔは絶対温度
（Ｋ）、ｔは時間を表す〕を横軸として、各試料Ip値を
示す。
M.P.、Ｔ（20＋logt）×10-3、ここで、Ｔは絶対温度
（Ｋ）、ｔは時間を表す〕を横軸として、各試料Ip値を
示す。
図８から明らかなように、人工時効材、実プラント抜
き取り材を含めて、同一のラインで整理されることか
ら、Ip値を計測し、この線図を用いることによって、実
機材のラーソン・ミラー・パラメータ値を推定すること
が可能となる。
き取り材を含めて、同一のラインで整理されることか
ら、Ip値を計測し、この線図を用いることによって、実
機材のラーソン・ミラー・パラメータ値を推定すること
が可能となる。
また、図８には、一部試料（TA2〜TA4）のラーソン・
ミラー・パラメータとFATT（破面遷移温度）との関係を
あわせて示してある。
ミラー・パラメータとFATT（破面遷移温度）との関係を
あわせて示してある。
なお、各試料の破壊様式は、粒内へき開であり、試料
TA4のFATT上昇は、炭化物に誘起された脆化であると判
断された。
TA4のFATT上昇は、炭化物に誘起された脆化であると判
断された。
同図において、Ip値の急増とFATTの上昇の傾向が一致
しており、このことからもM6C析出量と脆化の因果関係
が明らかである。
しており、このことからもM6C析出量と脆化の因果関係
が明らかである。
さらに、各試料の硬度とIp値の関係を図９に、FATTの
上昇（ΔFATT）とIp値の関係を図10に示す。STBA24とST
PA24は、同一の評価線図であることを示している。
上昇（ΔFATT）とIp値の関係を図10に示す。STBA24とST
PA24は、同一の評価線図であることを示している。
図９〜10に示されるとおり、Ip値と硬度あるいはΔFA
TT間によい相関関係が認められ、この関係を基準として
実機材の軟化程度および脆化程度を非破壊的に推定する
ことが可能となる。
TT間によい相関関係が認められ、この関係を基準として
実機材の軟化程度および脆化程度を非破壊的に推定する
ことが可能となる。
また、電気化学的手法としては、分極法に限ることも
なく、電極インピーダンス法によって検出可能であり、
図11には特性値をボード線図で表示したものであり、新
材および人工劣化材について低周波数側に差が認めら
れ、特に位相に大きな変化が認められる。
なく、電極インピーダンス法によって検出可能であり、
図11には特性値をボード線図で表示したものであり、新
材および人工劣化材について低周波数側に差が認めら
れ、特に位相に大きな変化が認められる。
図12は、0.15Hzにおける位相差（θ値）と硬さおよび
FATTの相関を示したものであり、このような評価線図に
より劣化を評価することができる。
FATTの相関を示したものであり、このような評価線図に
より劣化を評価することができる。
以上のように、本実施例によれば、材料のモリブデン
酸ナトリウム水溶液を電解液とした分極計測および電極
インピーダンス計測により得られる貴側電流密度ピーク
値（Ip値）あるいは位相情報量によって材料の劣化度を
評価することが可能となる。このIp値あるいはθ値は、
材料中の粗大化炭化物M6C析出量を反映している。
酸ナトリウム水溶液を電解液とした分極計測および電極
インピーダンス計測により得られる貴側電流密度ピーク
値（Ip値）あるいは位相情報量によって材料の劣化度を
評価することが可能となる。このIp値あるいはθ値は、
材料中の粗大化炭化物M6C析出量を反映している。
また、M6C析出量を反映した値であるIp値あるいはθ
値などは、同時に粒内モリブデン濃度の低下を表現する
ものであり、Ip値あるいはθ値は硬度およびΔFATTとよ
い相関性を示している。従って、この相関関係を基準と
して、実機材の軟化程度および脆化程度を非破壊的に推
定することができる。
値などは、同時に粒内モリブデン濃度の低下を表現する
ものであり、Ip値あるいはθ値は硬度およびΔFATTとよ
い相関性を示している。従って、この相関関係を基準と
して、実機材の軟化程度および脆化程度を非破壊的に推
定することができる。
すなわち、FATTの上昇は、Ip値の増加とよい対応が見
られ、このことは、M6Cの析出・粗大化が脆化要因とな
ること、さらにIp値あるいはθ値計測による炭化物誘起
脆化を検出することができることを示している。
られ、このことは、M6Cの析出・粗大化が脆化要因とな
ること、さらにIp値あるいはθ値計測による炭化物誘起
脆化を検出することができることを示している。
さらに、計測されたIp値とラーソン・ミラー・パラメ
ータの関係は、人工時効材、実機使用材を含めてほぼ１
本のラインで整理することができ、このIp値を計測し、
かつこの関係を用いることによって材料のラーソン・ミ
ラー・パラメータ値を推定することが可能となる。
ータの関係は、人工時効材、実機使用材を含めてほぼ１
本のラインで整理することができ、このIp値を計測し、
かつこの関係を用いることによって材料のラーソン・ミ
ラー・パラメータ値を推定することが可能となる。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実
施例に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲
での設計変更があっても本発明に含まれる。例えば、本
実施例では、クロム・モリブデン鋼として、ボイラ用ク
ロム・モリブデン鋼（STBA24およびSTPA24）を使用して
いるが、これに限定されず、クロムおよびモリブデンを
主要な添加元素に含む低合金鋼であればいかなるもので
もよい。
施例に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲
での設計変更があっても本発明に含まれる。例えば、本
実施例では、クロム・モリブデン鋼として、ボイラ用ク
ロム・モリブデン鋼（STBA24およびSTPA24）を使用して
いるが、これに限定されず、クロムおよびモリブデンを
主要な添加元素に含む低合金鋼であればいかなるもので
もよい。
また、本実施例では、電解液としてモリブデン酸塩ナ
トリウム水溶液を使用したが、モリブデン酸カリウムな
どのモリブデン酸塩水溶液であってもよい。
トリウム水溶液を使用したが、モリブデン酸カリウムな
どのモリブデン酸塩水溶液であってもよい。
本発明によれば、クロム・モリブデン鋼の損傷を、電
気化学的測定により得られる特性電流値あるいは電流イ
ンピーダンス特性値から経年劣化特性、例えば特性電流
値あるいは位相差情報量と延性−脆性遷移温度、あるい
は硬度との相関関係を用いて、非破壊的に現位置におい
て容易にかつ迅速に脆化程度および軟化程度を評価する
ことが可能である。
気化学的測定により得られる特性電流値あるいは電流イ
ンピーダンス特性値から経年劣化特性、例えば特性電流
値あるいは位相差情報量と延性−脆性遷移温度、あるい
は硬度との相関関係を用いて、非破壊的に現位置におい
て容易にかつ迅速に脆化程度および軟化程度を評価する
ことが可能である。
【図面の簡単な説明】 図１は供試材の金属組織の顕微鏡写真であり、図１
（ａ）はTA1、図１（ｂ）はTA2、図１（ｃ）はTA3、図
１（ｄ）はTA4の顕微鏡写真、図２は分極曲線の模式
図、図３は計測された分極曲線図、図４は定電位保持中
の電流密度の経時変化を示す図、図５は金属組織の顕微
鏡写真であり、図５（ａ）は研磨面の組成像、図５
（ｂ）は定電位電解後のSEM像、図６は金属組織の顕微
鏡写真であり、図６（ａ）は研磨面の組成像、図６
（ｂ）はナイタール・エッチング後のSEM像、図７はEDS
分析チャートであり、図７（ａ）はMo−Fe富化炭化物の
チャート（オシロ波形）、図７（ｂ）はFe−Cr富化炭化
物のチャート（オシロ波形）、図８はIp値およびFATTと
L.M.P.との関係図であり、図８（ａ）はFATTとL.M.P.と
の関係図、８図（ｂ）はIpとL.M.P.との関係図、図９は
Ip値と硬度との相関関係図、図10はIp値とΔFATTとの相
関関係図、図11は素材および劣化材の電極インピーダン
ス特性の相関関係図であり、図11（ａ）はインピーダン
スと周波数との関係図、図11（ｂ）は位相差θと周波数
との関係図、図12はFATTおよびビッカーズ硬度と位相差
との相関関係図である。
（ａ）はTA1、図１（ｂ）はTA2、図１（ｃ）はTA3、図
１（ｄ）はTA4の顕微鏡写真、図２は分極曲線の模式
図、図３は計測された分極曲線図、図４は定電位保持中
の電流密度の経時変化を示す図、図５は金属組織の顕微
鏡写真であり、図５（ａ）は研磨面の組成像、図５
（ｂ）は定電位電解後のSEM像、図６は金属組織の顕微
鏡写真であり、図６（ａ）は研磨面の組成像、図６
（ｂ）はナイタール・エッチング後のSEM像、図７はEDS
分析チャートであり、図７（ａ）はMo−Fe富化炭化物の
チャート（オシロ波形）、図７（ｂ）はFe−Cr富化炭化
物のチャート（オシロ波形）、図８はIp値およびFATTと
L.M.P.との関係図であり、図８（ａ）はFATTとL.M.P.と
の関係図、８図（ｂ）はIpとL.M.P.との関係図、図９は
Ip値と硬度との相関関係図、図10はIp値とΔFATTとの相
関関係図、図11は素材および劣化材の電極インピーダン
ス特性の相関関係図であり、図11（ａ）はインピーダン
スと周波数との関係図、図11（ｂ）は位相差θと周波数
との関係図、図12はFATTおよびビッカーズ硬度と位相差
との相関関係図である。
Claims (1)
- 【請求項１】クロム・モリブデン鋼をモリブデン酸塩を
主成分とする電解液中で、分極曲線あるいは所定の電位
における電極インピーダンスを計測し、この分極曲線の
特性ピーク電流密度値あるいは電極インピーダンス計測
により得られるボード線図上の振幅および位相差情報量
から、該電位において溶解されるクロム・モリブデン鋼
の所定の炭化物を定量することにより、クロム・モリブ
デン鋼の炭化物誘起脆化および劣化ならびにクリープ強
度低下を定量的に評価することを特徴とする、電気化学
的手法によるクロム・モリブデン鋼の経年脆化および軟
化損傷評価法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1249096A JP2729679B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 電気化学的手法によるクロム・モリブデン鋼の経年脆化および軟化損傷評価法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1249096A JP2729679B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 電気化学的手法によるクロム・モリブデン鋼の経年脆化および軟化損傷評価法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03111752A JPH03111752A (ja) | 1991-05-13 |
| JP2729679B2 true JP2729679B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=17187916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1249096A Expired - Fee Related JP2729679B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 電気化学的手法によるクロム・モリブデン鋼の経年脆化および軟化損傷評価法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2729679B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5254863B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2013-08-07 | 三菱重工業株式会社 | 脆化度判定方法 |
| JP5622406B2 (ja) * | 2010-02-25 | 2014-11-12 | 三菱重工業株式会社 | 耐熱鋼の脆化評価方法 |
| JP5663896B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2015-02-04 | 東京電力株式会社 | 高温使用部材の靱性評価方法 |
| CN114791456B (zh) * | 2021-09-13 | 2023-11-21 | 天津大学 | 一种无损且可原位检测的预测Cr13超级不锈钢冲击韧性变化趋势的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56158939A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-08 | Babcock Hitachi Kk | Electrochemical measuring method for secular change of actual member under operation |
| JPS62162949A (ja) * | 1986-01-11 | 1987-07-18 | Nippon Steel Corp | 鋼材の腐食速度検出方法 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1249096A patent/JP2729679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03111752A (ja) | 1991-05-13 |
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