JP3332971B2 - フェライト系耐熱鋼の劣化診断方法 - Google Patents
フェライト系耐熱鋼の劣化診断方法Info
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- JP3332971B2 JP3332971B2 JP01026093A JP1026093A JP3332971B2 JP 3332971 B2 JP3332971 B2 JP 3332971B2 JP 01026093 A JP01026093 A JP 01026093A JP 1026093 A JP1026093 A JP 1026093A JP 3332971 B2 JP3332971 B2 JP 3332971B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フェライト系耐熱鋼の
劣化診断方法に係り、特に高温で長期間にわたって使用
されるフェライト系耐熱鋼の損傷を評価する方法であっ
て、負荷応力が小さく、時効による材料劣化が支配的な
部位の診断に好適なフェライト系耐熱鋼の評価方法に関
する。
劣化診断方法に係り、特に高温で長期間にわたって使用
されるフェライト系耐熱鋼の損傷を評価する方法であっ
て、負荷応力が小さく、時効による材料劣化が支配的な
部位の診断に好適なフェライト系耐熱鋼の評価方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】火力発電プラントや化学プラント等の高
温・高圧下で長時間使用される機器では、運転中に使用
材料がクリープ、疲労または時効損傷を受け、材質が劣
化することはよく知られている。このような材質劣化は
使用材料のメタル温度、作用応力および使用時間によっ
て支配されるものであり、火力発電用ボイラではこれら
の支配因子を考慮し、通常１０万時間（約１５年）の寿
命をもつように設計されている。しかし、設計寿命を超
えて運転されているボイラが多くなってきており、ま
た、１０万時間以内でも燃焼ガスの偏流等によるメタル
温度の上昇や材料中の偏析等に起因する異常な材質劣化
が原因で材料が破損する事故も発生している。
温・高圧下で長時間使用される機器では、運転中に使用
材料がクリープ、疲労または時効損傷を受け、材質が劣
化することはよく知られている。このような材質劣化は
使用材料のメタル温度、作用応力および使用時間によっ
て支配されるものであり、火力発電用ボイラではこれら
の支配因子を考慮し、通常１０万時間（約１５年）の寿
命をもつように設計されている。しかし、設計寿命を超
えて運転されているボイラが多くなってきており、ま
た、１０万時間以内でも燃焼ガスの偏流等によるメタル
温度の上昇や材料中の偏析等に起因する異常な材質劣化
が原因で材料が破損する事故も発生している。
【０００３】このような背景から、材料の余寿命を的確
に予測し、部分的な取り換えや補修を計画的に行なうこ
とによって、プラントとしての寿命を延長するための技
術が重要となってきている。材料の余寿命を直接検出す
る技術は、破壊法と非破壊法に大別されるが、非破壊的
に材料の余寿命が検出できれば、評価時間の短縮、コス
トの低減ができ、さらに同じ箇所を定期的にモニタリン
グできるため非常に有効である。非破壊的な方法として
は、使用材料の金属組織をレプリカ膜に写しとって観察
し、それによって評価するレプリカ法が広く採用されて
いる。例えば、クリープ損傷を評価する方法としては、
クリープによる結晶粒の変形度合いを見る方法（特開昭
６３−２２８０６２号公報）やキャビティを定量化する
方法（火力原子力発電 Vol.３９，No. ６，ｐ７５〜８
６）等がある。また、最近では上記の方法に金属組織の
変化や硬さ変化の情報を加え、総合的に評価する方法
（特願昭６３−１４２２６８号公報）も開発されてい
る。これらの方法のうち、結晶粒の変形度合いを見る方
法やキャビティを定量化する方法は、ある程度クリープ
損傷が進行しなければ評価できない方法である。しか
し、多くの部位では設計寿命を超えても、負荷応力が小
さいために実際の損傷はそれほど大きくなく、結晶粒の
変形やキャビティの生成等の形で現れることは少ない。
このような場合には、高温での長時間加熱に伴なう材質
劣化がクリープ損傷の主な原因となっており、これを評
価する方法としては金属組織や硬さの変化がある。
に予測し、部分的な取り換えや補修を計画的に行なうこ
とによって、プラントとしての寿命を延長するための技
術が重要となってきている。材料の余寿命を直接検出す
る技術は、破壊法と非破壊法に大別されるが、非破壊的
に材料の余寿命が検出できれば、評価時間の短縮、コス
トの低減ができ、さらに同じ箇所を定期的にモニタリン
グできるため非常に有効である。非破壊的な方法として
は、使用材料の金属組織をレプリカ膜に写しとって観察
し、それによって評価するレプリカ法が広く採用されて
いる。例えば、クリープ損傷を評価する方法としては、
クリープによる結晶粒の変形度合いを見る方法（特開昭
６３−２２８０６２号公報）やキャビティを定量化する
方法（火力原子力発電 Vol.３９，No. ６，ｐ７５〜８
６）等がある。また、最近では上記の方法に金属組織の
変化や硬さ変化の情報を加え、総合的に評価する方法
（特願昭６３−１４２２６８号公報）も開発されてい
る。これらの方法のうち、結晶粒の変形度合いを見る方
法やキャビティを定量化する方法は、ある程度クリープ
損傷が進行しなければ評価できない方法である。しか
し、多くの部位では設計寿命を超えても、負荷応力が小
さいために実際の損傷はそれほど大きくなく、結晶粒の
変形やキャビティの生成等の形で現れることは少ない。
このような場合には、高温での長時間加熱に伴なう材質
劣化がクリープ損傷の主な原因となっており、これを評
価する方法としては金属組織や硬さの変化がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術で述べ
たように、高温長時間加熱に伴なう材質劣化を評価する
方法として、金属組織や硬さの変化がある。金属組織の
評価方法は、上記従来方法で述べた総合的に評価する方
法やその他にも提案されているが（例えば特開平２−２
６３１６０号公報）、いずれも金属組織の変化を「パー
ライトの分解」「炭化物の球状化」等、定性的に分類し
ているだけにすぎない。また、このような問題点を解決
するために発明者らの発明にかかる未公知の「金属組織
評価法」では、画像処理装置を応用して加熱時効による
金属組織変化を定量的に評価する方法を提案している。
しかし、画像処理を使用して評価しなければならないた
め、評価に時間がかかるという問題点がある。
たように、高温長時間加熱に伴なう材質劣化を評価する
方法として、金属組織や硬さの変化がある。金属組織の
評価方法は、上記従来方法で述べた総合的に評価する方
法やその他にも提案されているが（例えば特開平２−２
６３１６０号公報）、いずれも金属組織の変化を「パー
ライトの分解」「炭化物の球状化」等、定性的に分類し
ているだけにすぎない。また、このような問題点を解決
するために発明者らの発明にかかる未公知の「金属組織
評価法」では、画像処理装置を応用して加熱時効による
金属組織変化を定量的に評価する方法を提案している。
しかし、画像処理を使用して評価しなければならないた
め、評価に時間がかかるという問題点がある。
【０００５】一方、硬さによる方法は、定量的で比較的
簡便な方法であり、強度だけが重視されるタービン用Ｃ
ｒＭｏＶ鋼等では有効な方法である。しかし、ボイラ用
のフェライト系耐熱鋼は強度とともに加工性や溶接性を
重視していることから初期の硬さが比較的低く、しかも
高温長時間加熱による硬さ低下量が少ないため、現状の
方法による硬さ測定結果で材質劣化を評価するのは困難
である。
簡便な方法であり、強度だけが重視されるタービン用Ｃ
ｒＭｏＶ鋼等では有効な方法である。しかし、ボイラ用
のフェライト系耐熱鋼は強度とともに加工性や溶接性を
重視していることから初期の硬さが比較的低く、しかも
高温長時間加熱による硬さ低下量が少ないため、現状の
方法による硬さ測定結果で材質劣化を評価するのは困難
である。
【０００６】本発明の目的は、このような問題点を解決
し、ボイラ用のフェライト系耐熱鋼の高温長時間加熱に
よる材質劣化を評価するのに好適な硬さ測定方法を提供
することにある。
し、ボイラ用のフェライト系耐熱鋼の高温長時間加熱に
よる材質劣化を評価するのに好適な硬さ測定方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願の第１の発明は、高温機器材として使用されている
フェライトとパーライトまたはフェライトと焼もどしベ
ーナイトの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼の劣化
診断方法において、結晶粒径以下の圧痕ができる荷重で
測定したパーライト部または焼もどしベーナイト部の硬
さによって材質の劣化度合いを評価することを特徴とす
るフェライト系耐熱鋼の劣化診断方法に関する。
本願の第１の発明は、高温機器材として使用されている
フェライトとパーライトまたはフェライトと焼もどしベ
ーナイトの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼の劣化
診断方法において、結晶粒径以下の圧痕ができる荷重で
測定したパーライト部または焼もどしベーナイト部の硬
さによって材質の劣化度合いを評価することを特徴とす
るフェライト系耐熱鋼の劣化診断方法に関する。
【０００８】第２の発明は、高温機器材として使用され
ているフェライトとパーライトまたはフェライトと焼も
どしベーナイトの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼
の劣化診断方法において、結晶粒径以下の圧痕ができる
荷重で測定したパーライト部とフェライト部の硬さの差
または焼もどしベーナイト部とフェライト部の硬さの差
によって材質の劣化度合いを評価することを特徴とする
フェライト系耐熱鋼の劣化診断方法に関する。
ているフェライトとパーライトまたはフェライトと焼も
どしベーナイトの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼
の劣化診断方法において、結晶粒径以下の圧痕ができる
荷重で測定したパーライト部とフェライト部の硬さの差
または焼もどしベーナイト部とフェライト部の硬さの差
によって材質の劣化度合いを評価することを特徴とする
フェライト系耐熱鋼の劣化診断方法に関する。
【０００９】第３の発明は、高温機器材として使用され
ているフェライトとパーライトまたはフェライトと焼も
どしベーナイトの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼
の劣化診断方法において、結晶粒径以下の圧痕ができる
荷重で少なくとも１０点以上の硬さを測定し、その最大
値で材質の劣化度合いを評価することを特徴とするフェ
ライト系耐熱鋼の劣化診断方法に関する。
ているフェライトとパーライトまたはフェライトと焼も
どしベーナイトの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼
の劣化診断方法において、結晶粒径以下の圧痕ができる
荷重で少なくとも１０点以上の硬さを測定し、その最大
値で材質の劣化度合いを評価することを特徴とするフェ
ライト系耐熱鋼の劣化診断方法に関する。
【００１０】第４の発明は、高温機器材として使用され
ているフェライトとパーライトまたはフェライトと焼も
どしベーナイトの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼
の劣化診断方法において、結晶粒径以下の圧痕ができる
荷重で少なくとも１０点以上の硬さを測定し、その最大
値と最小値の差で材質の劣化度合いを評価することを特
徴とするフェライト系耐熱鋼の劣化診断方法に関する。
ているフェライトとパーライトまたはフェライトと焼も
どしベーナイトの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼
の劣化診断方法において、結晶粒径以下の圧痕ができる
荷重で少なくとも１０点以上の硬さを測定し、その最大
値と最小値の差で材質の劣化度合いを評価することを特
徴とするフェライト系耐熱鋼の劣化診断方法に関する。
【００１１】使用する機器はマイクロビッカース硬さ計
で、結晶粒径以下の圧痕ができるような荷重で硬さを測
定する。ボイラ用ＣｒＭｏ鋼の金属組織は一般的にフェ
ライトと焼もどしベーナイトまたはフェライトとパーラ
イトからなっており、焼もどしベーナイト（またはパー
ライト）部分だけの硬さを測定し、その変化によって加
熱時効の程度を評価する。または、焼もどしベーナイト
（またはパーライト）部分とフェライト部分の硬さの差
の変化で評価する。
で、結晶粒径以下の圧痕ができるような荷重で硬さを測
定する。ボイラ用ＣｒＭｏ鋼の金属組織は一般的にフェ
ライトと焼もどしベーナイトまたはフェライトとパーラ
イトからなっており、焼もどしベーナイト（またはパー
ライト）部分だけの硬さを測定し、その変化によって加
熱時効の程度を評価する。または、焼もどしベーナイト
（またはパーライト）部分とフェライト部分の硬さの差
の変化で評価する。
【００１２】このようにして加熱時効の程度を評価し、
あらかじめ求めておいた加熱時効に伴なう材質劣化とク
リープ損傷率の関係から寿命を評価する。
あらかじめ求めておいた加熱時効に伴なう材質劣化とク
リープ損傷率の関係から寿命を評価する。
【００１３】
【作用】ボイラ用ＣｒＭｏ鋼の金属組織は一般的にフェ
ライトと焼もどしベーナイトまたはフェライトとパーラ
イトからなっている。このような材料を高温で加熱する
と焼もどしベーナイト（またはパーライト）が分解して
炭化物が凝集粗大化していく。このような金属組織変化
に伴い硬さも低下していくが、一般的にビッカース硬さ
計やエコーチップ硬さ計では数個から十数個の結晶粒の
平均的な硬さを測定している。例えばビッカース硬さ計
を用いて１０kgの荷重で測定した場合、圧痕の大きさは
３００〜４００μｍ程度であり、結晶粒の大きさ（熱処
理等により異なるが５０〜１００μｍ程度）の数倍にな
る。
ライトと焼もどしベーナイトまたはフェライトとパーラ
イトからなっている。このような材料を高温で加熱する
と焼もどしベーナイト（またはパーライト）が分解して
炭化物が凝集粗大化していく。このような金属組織変化
に伴い硬さも低下していくが、一般的にビッカース硬さ
計やエコーチップ硬さ計では数個から十数個の結晶粒の
平均的な硬さを測定している。例えばビッカース硬さ計
を用いて１０kgの荷重で測定した場合、圧痕の大きさは
３００〜４００μｍ程度であり、結晶粒の大きさ（熱処
理等により異なるが５０〜１００μｍ程度）の数倍にな
る。
【００１４】また、エコーチップ硬さ計でも圧痕の大き
さは５００μｍ以上になることから、これらの硬さは、
フェライトと焼もどしベーナイト（またはパーライト）
の平均的な硬さを測定しているといえる。しかし、詳細
に見ると焼もどしベーナイト（またはパーライト）部分
とフェライト部分の硬さは大きく異なっている。すなわ
ち、焼もどしベーナイト（またはパーライト）は炭化物
が集まったものであり初期の硬さは非常に高くなってい
る。この炭化物は高温長時間加熱によって分解・凝集・
粗大化していくことから焼もどしベーナイト（またはパ
ーライト）部分の硬さは大きく低下していく。フェライ
ト部分は金属組織の変化が少ないために硬さの変化が小
さいが、一般的にはフェライト部分の面積が大きいため
に、通常のビッカース硬さ計やエコーチップ硬さ計で測
定した平均的な硬さ変化は、ほとんどフェライト部分の
硬さ変化と同等になっている。
さは５００μｍ以上になることから、これらの硬さは、
フェライトと焼もどしベーナイト（またはパーライト）
の平均的な硬さを測定しているといえる。しかし、詳細
に見ると焼もどしベーナイト（またはパーライト）部分
とフェライト部分の硬さは大きく異なっている。すなわ
ち、焼もどしベーナイト（またはパーライト）は炭化物
が集まったものであり初期の硬さは非常に高くなってい
る。この炭化物は高温長時間加熱によって分解・凝集・
粗大化していくことから焼もどしベーナイト（またはパ
ーライト）部分の硬さは大きく低下していく。フェライ
ト部分は金属組織の変化が少ないために硬さの変化が小
さいが、一般的にはフェライト部分の面積が大きいため
に、通常のビッカース硬さ計やエコーチップ硬さ計で測
定した平均的な硬さ変化は、ほとんどフェライト部分の
硬さ変化と同等になっている。
【００１５】本発明はこの部分に着目したものであり、
加熱時効による変化の大きい焼もどしベーナイト（また
はパーライト）部分の硬さをパラメータとして評価する
方法で、変化が大きいため非常に感度が良く、精度の良
い診断が可能となる。
加熱時効による変化の大きい焼もどしベーナイト（また
はパーライト）部分の硬さをパラメータとして評価する
方法で、変化が大きいため非常に感度が良く、精度の良
い診断が可能となる。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を図を用いて説明する。使用
した材料は２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ配管材（ＳＴＰＡ２
４）で、金属組織はフェライトと焼もどしベーナイトの
混合組織になっている。この材料を６５０℃でそれぞれ
３００、１０００、５０００時間加熱時効した。このよ
うなフェライト系耐熱鋼では、加熱時効が進行するに従
い、焼もどしベーナイトが分解し、炭化物が球状化、凝
集していく。
した材料は２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ配管材（ＳＴＰＡ２
４）で、金属組織はフェライトと焼もどしベーナイトの
混合組織になっている。この材料を６５０℃でそれぞれ
３００、１０００、５０００時間加熱時効した。このよ
うなフェライト系耐熱鋼では、加熱時効が進行するに従
い、焼もどしベーナイトが分解し、炭化物が球状化、凝
集していく。
【００１７】このように時効した材料の硬さをマイクロ
ビッカース硬さ計で測定した。測定荷重は１００ｇとし
たが、この荷重でできる圧痕の大きさは３０〜４０μｍ
程度であり、結晶粒径（この材料では約５０μｍ）より
やや小さくなっている。測定荷重は圧痕が結晶粒径より
小さければ良く、１００ｇ以下でも良いが、荷重が小さ
くなると測定精度が悪くなる可能性があるため、結晶粒
径以下の圧痕ができる条件下で５０ｇ〜２００ｇが好適
である。
ビッカース硬さ計で測定した。測定荷重は１００ｇとし
たが、この荷重でできる圧痕の大きさは３０〜４０μｍ
程度であり、結晶粒径（この材料では約５０μｍ）より
やや小さくなっている。測定荷重は圧痕が結晶粒径より
小さければ良く、１００ｇ以下でも良いが、荷重が小さ
くなると測定精度が悪くなる可能性があるため、結晶粒
径以下の圧痕ができる条件下で５０ｇ〜２００ｇが好適
である。
【００１８】図１は、荷重１００ｇで焼もどしベーナイ
ト部とフェライト部を個々に測定した結果である。図の
横軸は加熱時効の程度を表わす焼もどしパラメータで、
焼もどしパラメータＰは次式で表わすことができる。 Ｐ＝Ｔ（ｃ＋ log t）×１０-3 Ｔ：絶対温度（Ｋ） ｔ：時効時間（ｈ） ｃ：定数（＝２０） 図から分かるように、焼もどしベーナイト部、フェライ
ト部ともに加熱時効により硬さが低下していくが、フェ
ライト部では初期硬さがＨｖ１４０程度と低く、加熱時
効による低下量も小さい。このため、フェライト部の硬
さ変化で加熱時効の程度を評価するのは困難である。こ
れに対し、焼もどしベーナイト部では初期の硬さがＨｖ
２００を超えており、加熱時効による低下量も大きくな
っている。特に、７００℃×２０００ｈの時効ではフェ
ライト部と同等の硬さにまで低下している。このため、
焼もどしベーナイト部の硬さで評価すれば加熱時効の程
度を精度良く評価することができる。また、図２は焼も
どしベーナイト部とフェライト部の硬さの差をとり、こ
の差の加熱時効による変化を示したものである。この図
からわかるように焼もどしベーナイトとフェライトの硬
さの差をパラメータとしても加熱時効による変化が大き
く、焼もどしベーナイト部の硬さによる評価と同等の評
価が可能である。
ト部とフェライト部を個々に測定した結果である。図の
横軸は加熱時効の程度を表わす焼もどしパラメータで、
焼もどしパラメータＰは次式で表わすことができる。 Ｐ＝Ｔ（ｃ＋ log t）×１０-3 Ｔ：絶対温度（Ｋ） ｔ：時効時間（ｈ） ｃ：定数（＝２０） 図から分かるように、焼もどしベーナイト部、フェライ
ト部ともに加熱時効により硬さが低下していくが、フェ
ライト部では初期硬さがＨｖ１４０程度と低く、加熱時
効による低下量も小さい。このため、フェライト部の硬
さ変化で加熱時効の程度を評価するのは困難である。こ
れに対し、焼もどしベーナイト部では初期の硬さがＨｖ
２００を超えており、加熱時効による低下量も大きくな
っている。特に、７００℃×２０００ｈの時効ではフェ
ライト部と同等の硬さにまで低下している。このため、
焼もどしベーナイト部の硬さで評価すれば加熱時効の程
度を精度良く評価することができる。また、図２は焼も
どしベーナイト部とフェライト部の硬さの差をとり、こ
の差の加熱時効による変化を示したものである。この図
からわかるように焼もどしベーナイトとフェライトの硬
さの差をパラメータとしても加熱時効による変化が大き
く、焼もどしベーナイト部の硬さによる評価と同等の評
価が可能である。
【００１９】図３に本発明を用いた実機での診断手順を
示す。本手法は１００ｇ程度の低荷重で圧痕を打ち、精
密な測定をする必要があることから、現地のその場で測
定するのは困難である。したがって、サンプルを採取し
て硬さを測定するが、逆に測定荷重が小さいことから非
常に小さいサンプルで測定可能であり、ほとんど非破壊
に近い状態で評価できる。採取したミニチュアサンプル
は研磨・エッチングを行ない、焼もどしベーナイト部、
フェライト部を狙って圧痕を打ち、硬さを測定する。
示す。本手法は１００ｇ程度の低荷重で圧痕を打ち、精
密な測定をする必要があることから、現地のその場で測
定するのは困難である。したがって、サンプルを採取し
て硬さを測定するが、逆に測定荷重が小さいことから非
常に小さいサンプルで測定可能であり、ほとんど非破壊
に近い状態で評価できる。採取したミニチュアサンプル
は研磨・エッチングを行ない、焼もどしベーナイト部、
フェライト部を狙って圧痕を打ち、硬さを測定する。
【００２０】この結果からクリープ損傷を評価するため
には、あらかじめ、それぞれの焼もどしパラメータ値に
対応する時効材が、クリープ損傷に換算してどの程度の
損傷率に対応しているかを実験的に求めておき、焼もど
しパラメータとクリープ損傷率の関係を把握しておけば
よい。そして、実機において負荷応力が小さい場合には
焼もどしパラメータに対応するクリープ損傷率がそのま
ま適用でき、また、負荷応力が大きければ結晶粒の変形
やキャビティの生成などの形となって現われるので、そ
れらのパラメータと組み合わせて評価すればよい。
には、あらかじめ、それぞれの焼もどしパラメータ値に
対応する時効材が、クリープ損傷に換算してどの程度の
損傷率に対応しているかを実験的に求めておき、焼もど
しパラメータとクリープ損傷率の関係を把握しておけば
よい。そして、実機において負荷応力が小さい場合には
焼もどしパラメータに対応するクリープ損傷率がそのま
ま適用でき、また、負荷応力が大きければ結晶粒の変形
やキャビティの生成などの形となって現われるので、そ
れらのパラメータと組み合わせて評価すればよい。
【００２１】以上のように、マイクロビッカース硬さ計
による焼もどしベーナイト部分の硬さ測定値または焼も
どしベーナイト部とフェライト部との硬さの差を用いる
ことにより加熱時効の程度を精度良く評価でき、さらに
クリープ損傷率も評価することができる。また、マイク
ロビッカース硬さ計を用い、結晶粒径以下の大きさの圧
痕ができる荷重で任意の数点の硬さを測定し、その最大
値、または最大値と最小値の差で高温長時間加熱による
材質劣化を評価することもできる。これは、いくつかの
任意の部分の硬さを測定した場合、その最大値は焼もど
しベーナイト部に対応し、最小値はフェライト部に相当
するからである。しかし、必ず焼もどしベーナイト部に
圧痕を打つ必要があるため、数多くの点を測定した方が
良いが、種々検討した結果、少なくとも１０点以上測定
する必要がある。
による焼もどしベーナイト部分の硬さ測定値または焼も
どしベーナイト部とフェライト部との硬さの差を用いる
ことにより加熱時効の程度を精度良く評価でき、さらに
クリープ損傷率も評価することができる。また、マイク
ロビッカース硬さ計を用い、結晶粒径以下の大きさの圧
痕ができる荷重で任意の数点の硬さを測定し、その最大
値、または最大値と最小値の差で高温長時間加熱による
材質劣化を評価することもできる。これは、いくつかの
任意の部分の硬さを測定した場合、その最大値は焼もど
しベーナイト部に対応し、最小値はフェライト部に相当
するからである。しかし、必ず焼もどしベーナイト部に
圧痕を打つ必要があるため、数多くの点を測定した方が
良いが、種々検討した結果、少なくとも１０点以上測定
する必要がある。
【００２２】この方法では、焼もどしベーナイト部また
はフェライト部を狙って圧痕を打つ必要はなく、したが
って、エッチングをする必要はない。
はフェライト部を狙って圧痕を打つ必要はなく、したが
って、エッチングをする必要はない。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、加熱時効による材質劣
化を、硬さ測定という簡便な手法を用いて定量的にかつ
高精度で評価できる。したがって、負荷応力が小さく加
熱時効による材料劣化が主原因の低クリープ損傷域の評
価が可能になり、その工業的価値は非常に大きい。
化を、硬さ測定という簡便な手法を用いて定量的にかつ
高精度で評価できる。したがって、負荷応力が小さく加
熱時効による材料劣化が主原因の低クリープ損傷域の評
価が可能になり、その工業的価値は非常に大きい。
【図１】ＳＴＰＡ２４の焼もどしベーナイト部およびフ
ェライト部の加熱時効によるビッカース硬さ（荷重１０
０ｇ）の変化を示す図。
ェライト部の加熱時効によるビッカース硬さ（荷重１０
０ｇ）の変化を示す図。
【図２】ＳＴＰＡ２４の焼もどしベーナイト部とフェラ
イト部のビッカース硬さ（荷重１００ｇ）の差の加熱時
効による変化を示す図。
イト部のビッカース硬さ（荷重１００ｇ）の差の加熱時
効による変化を示す図。
【図３】本発明による実機での硬さ測定手順を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 17/00 G01N 3/42 G01N 33/20 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】 高温機器材として使用されているフェラ
イトとパーライトまたはフェライトと焼もどしベーナイ
トの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼の劣化診断方
法において、結晶粒径以下の圧痕ができる荷重で測定し
たパーライト部または焼もどしベーナイト部の硬さによ
って材質の劣化度合いを評価することを特徴とするフェ
ライト系耐熱鋼の劣化診断方法。 - 【請求項２】 高温機器材として使用されているフェラ
イトとパーライトまたはフェライトと焼もどしベーナイ
トの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼の劣化診断方
法において、結晶粒径以下の圧痕ができる荷重で測定し
たパーライト部とフェライト部の硬さの差または焼もど
しベーナイト部とフェライト部の硬さの差によって材質
の劣化度合いを評価することを特徴とするフェライト系
耐熱鋼の劣化診断方法。 - 【請求項３】 高温機器材として使用されているフェラ
イトとパーライトまたはフェライトと焼もどしベーナイ
トの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼の劣化診断方
法において、結晶粒径以下の圧痕ができる荷重で少なく
とも１０点以上の硬さを測定し、その最大値で材質の劣
化度合いを評価することを特徴とするフェライト系耐熱
鋼の劣化診断方法。 - 【請求項４】 高温機器材として使用されているフェラ
イトとパーライトまたはフェライトと焼もどしベーナイ
トの金属組織からなるフェライト系耐熱鋼の劣化診断方
法において、結晶粒径以下の圧痕ができる荷重で少なく
とも１０点以上の硬さを測定し、その最大値と最小値の
差で材質の劣化度合いを評価することを特徴とするフェ
ライト系耐熱鋼の劣化診断方法。
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| JP01026093A JP3332971B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | フェライト系耐熱鋼の劣化診断方法 |
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