JP3473732B2 - Quantitative evaluation method of creep damage of heat resistant steel - Google Patents

Quantitative evaluation method of creep damage of heat resistant steel

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JP3473732B2
JP3473732B2 JP19779197A JP19779197A JP3473732B2 JP 3473732 B2 JP3473732 B2 JP 3473732B2 JP 19779197 A JP19779197 A JP 19779197A JP 19779197 A JP19779197 A JP 19779197A JP 3473732 B2 JP3473732 B2 JP 3473732B2
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、耐熱鋼のクリー
プ損傷の定量評価法に関し、焼きもどしマルテンサイト
組織として使用される耐熱鋼、例えば改良9Cr 鋼(A
SME規格 SA387Cr91)のクリープ損傷を透過電子顕微
鏡による転位の観察により定量的に評価できるようにし
たものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel, and relates to heat-resistant steel used as a tempered martensite structure, for example, improved 9Cr steel (A
The creep damage of SME standard SA387Cr91) can be quantitatively evaluated by observing dislocations with a transmission electron microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、省エネルギの観点から大容量火力
発電設備の効率向上をはかるため、蒸気条件を高めるこ
とが行われつつあり、ボイラなどの伝熱管をこれまでの
2.25Cr −1 Mo 鋼(例えばSTPA24)などの低合金鋼に
代え、高温強度の大きい改良9Cr 鋼合金が使用されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, steam conditions have been increasing in order to improve the efficiency of large-capacity thermal power generation facilities from the viewpoint of energy saving.
Instead of low alloy steels such as 2.25Cr -1 Mo steel (eg STPA24), improved 9Cr steel alloys with high high temperature strength are used.

【0003】この改良9Cr 鋼合金は、加工性およびク
リープ特性の点から一般に焼もどしマルテンサイトとし
て使用されている。
This improved 9Cr steel alloy is generally used as tempered martensite in view of workability and creep properties.

【0004】このような焼もどしマルテンサイトとして
使用される耐熱鋼にあってもクリープ環境下での使用に
よるクリープ損傷の程度を定量的に知る必要がある。
Even in the heat-resistant steel used as such tempered martensite, it is necessary to quantitatively know the extent of creep damage due to use in a creep environment.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の2.25
Cr −1 Mo 鋼(例えばSTPA24)などに適用してクリー
プ損傷を定量化している炭化物法をそのまま適用しよう
としても焼もどしマルテンサイト組織の改良9Cr 鋼合
金では、炭化物が長時間安定であることから炭化物法に
よってクリープ損傷の程度を定量的に求めることができ
ないという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional 2.25
Even if the carbide method, which is applied to Cr -1 Mo steel (eg STPA24) to quantify creep damage, is applied as it is, the tempered martensite structure is improved in 9Cr steel alloy because the carbide is stable for a long time. There is a problem that the degree of creep damage cannot be quantitatively determined by the carbide method.

【0006】また、焼もどしマルテンサイト組織の改良
9Cr 鋼合金では、組織が微細であり、マルテンサイト
変態によるひずみが存在しているため、結晶方位変化や
ひずみを組織的に測定する方法では、クリープ損傷の程
度を定量的に求めることができないという問題がある。
Further, in the improved 9Cr steel alloy of tempered martensite structure, the structure is fine and the strain due to the martensite transformation is present. There is a problem that the degree of damage cannot be obtained quantitatively.

【0007】この発明はかかる従来技術の課題に鑑みて
なされたもので、改良9Cr 鋼のように焼もどしマルテ
ンサイト組織の耐熱鋼であって、従来の炭化物法や結晶
方位変化あるいはひずみを組織的に測定する方法ではク
リープ損傷を定量化することができない場合であっても
透過電子顕微鏡を用いてラス中に観察されるセル内の転
位を観察することでクリープ損傷を定量化することがで
きる耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法を提供しようと
するものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is a heat-resistant steel having a tempered martensite structure, such as an improved 9Cr steel, and has a conventional carbide method, a change in crystal orientation or a strain systematically. Even if creep damage cannot be quantified by the method described above, it is possible to quantify creep damage by observing dislocations in cells observed in the lath using a transmission electron microscope. It aims to provide a quantitative evaluation method for creep damage of steel.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の耐熱鋼のクリ
ープ損傷の定量評価法では、透過電子顕微鏡を用いてラ
ス中に観察されるセル内の転位を観察することでクリー
プ損傷を定量化しようとするものである。
In the quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel according to the present invention, the creep damage is quantified by observing dislocations in cells observed in a lath using a transmission electron microscope. It is what

【0009】一般的な塑性変形により導入される転位は
フランク・リードメカニズムなど粒内に存在する転位増
殖機構により導入され、かなりの転位が粒内に留まり材
料を加工硬化させる。
The dislocations introduced by general plastic deformation are introduced by the dislocation multiplication mechanism existing in the grains such as the Frank-Lead mechanism, and considerable dislocations remain in the grains to work-harden the material.

【0010】加工によって材料中に導入される転位は大
きく2つに分類することができ、その一つは理想的な単
結晶を考慮した場合に導入される転位(SID:statis
tically induced dislocations.以下、単にSIDとす
る。)で、その結晶を部分的にゆがめる必要がないこと
から、正負のバーガースベクトルを持った転位が同数導
入される。
Dislocations introduced into a material by processing can be roughly classified into two types, one of which is a dislocation (SID: statis) introduced when an ideal single crystal is taken into consideration.
tically induced dislocations. Hereinafter, it is simply referred to as SID. ), It is not necessary to partially distort the crystal, so the same number of dislocations with positive and negative Burgers vectors are introduced.

【0011】したがって、高温での転位反応を考える
と、上昇運動が生じれば、その距離が短くても消滅して
しまうものである。
Therefore, considering the rearrangement reaction at a high temperature, if a rising motion occurs, it disappears even if the distance is short.

【0012】もう一つは変形後も多結晶体の連続性を保
つために導入される転位(GND:geometrically nece
ssary dislocation .以下、単にGNDとする。)で、
同じバーガースベクトル(絶対値と方向)を持った転位
が粒内に偏在している。
The other is dislocation (GND: geometrically nece) which is introduced to maintain the continuity of the polycrystalline body even after deformation.
ssary dislocation. Hereinafter, it is simply referred to as GND. )so,
Dislocations having the same Burgers vector (absolute value and direction) are unevenly distributed in the grains.

【0013】したがって、消滅するためには、上昇運動
により長距離移動しないと消滅できないものである。
Therefore, in order to disappear, it cannot be deleted unless it moves for a long distance by the ascending motion.

【0014】一方、焼もどしマルテンサイトとして使用
される改良9Cr 鋼はマルテンサイト変態に伴うひずみ
のために、転位が高密度に導入されており、焼もどしマ
ルテンサイトに観察される転位は焼もどしによって、熱
処理前に比較して転位密度がかなり低下する。
On the other hand, in the improved 9Cr steel used as tempered martensite, dislocations are introduced at a high density due to strain associated with the martensitic transformation, and the dislocations observed in tempered martensite are caused by tempering. The dislocation density is considerably lower than that before the heat treatment.

【0015】これは、焼もどし処理によって、粒内のG
NDは、上昇運動によって粒外へ移動しないのに対し、
SIDは、その生成メカニズムを考えれば正負の転位が
同数存在するような状態となっており、焼もどし中に上
昇運動によって消滅すると考えられる。
This is because the inside of the grain is
ND does not move out of the grain due to ascending movement,
Considering the generation mechanism, the SID is in a state in which there are the same number of positive and negative dislocations, and it is considered that the SID disappears due to the ascending motion during tempering.

【0016】そこで、GNDを観察すれば、その部分の
クリープ変形への寄与が分かる。すなわち、GNDが消
失した部分は、GNDが消失するような転位の拡散が可
能な領域と考えられ、その部分のクリープ変形に与える
寄与は減少していると考えられる。
Therefore, by observing the GND, it is possible to understand the contribution of the portion to the creep deformation. That is, the part where the GND disappears is considered to be a region where dislocations can be diffused so that the GND disappears, and it is considered that the contribution of the part to the creep deformation is reduced.

【0017】材料として、均一変形していても、それぞ
れのセルのクリープ変形量は不均一であることを考えれ
ば、クリープ変形によって何等かのクリープ強化メカニ
ズムの劣化が生じ、その結果として、部分的に次第にク
リープ強度の劣化が進むと考えられる。
Considering that the amount of creep deformation of each cell is non-uniform even if the material is uniformly deformed, the creep deformation causes some deterioration of the creep strengthening mechanism, and as a result, the partial deformation occurs. It is considered that the creep strength gradually deteriorates.

【0018】この改良9Cr 鋼の場合、すべてのセル内
部にGNDが導入されており、また、セル組織が小さい
ことからそのセルごとに内部の転位を調べることで、転
位の上昇運動の大きい領域と小さい領域が判定可能であ
る。
In the case of this improved 9Cr steel, GND is introduced into all the cells, and since the cell structure is small, the internal dislocations are examined for each cell to find a region with a large dislocation rising motion. A small area can be determined.

【0019】したがって、ある面積で、転位が存在しな
い領域の比率を求めることで、その判定ができる。
Therefore, the determination can be made by obtaining the ratio of the regions where dislocations do not exist in a certain area.

【0020】転位(この場合GND)が上昇運動によっ
てセルの外へ移動してしまった組織では、内部応力の発
生が原理的に無いと考えられており、負荷応力がそのま
まクリープ変形応力として寄与することを考えれば、ひ
ずみ速度が増大することが予測される。
In a structure in which dislocations (GND in this case) have moved to the outside of the cell due to ascending motion, it is considered that no internal stress is generated in principle, and the load stress directly contributes as creep deformation stress. Considering this, the strain rate is expected to increase.

【0021】したがって、転位の見られないセルの割合
は、クリープ寿命と密接な関係があると考えられる。
Therefore, it is considered that the proportion of cells having no dislocations is closely related to the creep life.

【0022】かかる原理に基づき上記課題を解決するた
めのこの発明の耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法は、
焼きもどしマルテンサイト組織として使用される耐熱鋼
のクリープ損傷を定量的に評価するに際し、被測定部か
ら透過電子顕微鏡(TEM)用の試料を採取する工程
と、該試料をTEMで観察し観察組織における転位が消
失した比率を面積の比、あるいはセルの数の比から求め
工程と、予め求めておいた同一組成材料の既知のクリ
ープ損傷を受けた材料における転位が消失した面積の
比、あるいはセルの数の比による比率−クリープ損傷の
直線的な関係と比較する工程とにより試料のクリープ損
傷を評価することを特徴とするものである。
The quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel of the present invention for solving the above-mentioned problems based on the above principle is as follows.
When quantitatively evaluating the creep damage of heat-resistant steel used as a tempered martensite structure, a step of collecting a sample for a transmission electron microscope (TEM) from the measured part, and observing the sample with a TEM The ratio of dislocations disappeared from the area ratio or the number of cells
Of the dislocation vanishing area in the known creep-damaged material of the same composition material obtained in advance .
Ratio, or ratio by number of cells-of creep damage
It is characterized in that the creep damage of the sample is evaluated by the linear relationship and the step of comparison.

【0023】この耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法に
よれば、被測定部から試料を採取して透過電子顕微鏡
(TEM)で観察し、観察組織における転位が消失した
比率を面積の比、あるいはセルの数の比で求めるように
しており、予め求めておいた同一組成材料の既知のクリ
ープ損傷を受けた材料における転位が消失した面積の
比、あるいはセルの数の比による比率−クリープ損傷の
直線的な関係と比較することで、いずれからも焼きもど
しマルテンサイト組織の試料であっても、クリープ損傷
を評価できるようになる。
According to this quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel, a sample is taken from the part to be measured and observed with a transmission electron microscope (TEM), and the dislocation disappearance ratio in the observed structure is calculated as the area ratio, or The ratio of the number of cells is used to determine the area of dislocation disappearance in the material of known creep damage of the same composition material that was previously determined .
Ratio, or ratio by number of cells-of creep damage
By making a comparison with the linear relationship, it becomes possible to evaluate the creep damage from any of the samples having a tempered martensite structure.

【0024】また、この発明の請求項2記載の耐熱鋼の
クリープ損傷の定量評価法は、請求項1記載の構成に加
え、前記予め求める同一組成材料の既知のクリープ損傷
を受けた材料における転位が消失した比率−クリープ損
傷の関係を、前記クリープ損傷を定量的に評価すべき耐
熱鋼の使用条件と試験条件が異なる場合であっても得ら
れる前記転位が消失した比率−クリープ損傷の同一直線
上で表せる関係から得るようにしたことを特徴とするも
のである。
Further, in the quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel according to claim 2 of the present invention, in addition to the structure according to claim 1, dislocations in a material of the same composition which is obtained in advance and has known creep damage. The ratio of disappearance of creep damage to the relationship between creep damage and the resistance to creep damage that should be evaluated quantitatively.
Even if the usage conditions and test conditions of hot steel differ,
Ratio of disappearance of dislocations-collinear straight line of creep damage
It is characterized in that it is obtained from the relationship expressed above .

【0025】この耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法に
よれば、予め校正用の関係を求める場合に試験条件によ
らず一定の関係を求めることができる事が確認されてお
り、適用範囲を拡大できるようになる。
According to this quantitative evaluation method of creep damage of heat-resistant steel, it has been confirmed that when a relationship for calibration is to be obtained in advance, a certain relationship can be obtained regardless of the test conditions, and the applicable range is expanded. become able to.

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照しながら具体的に説明する。この発明の耐熱
鋼のクリープ損傷の定量評価法は、図1に示すように、
次の1から3の3つの構成要素からなり、予め求めてあ
る校正用のグラフを利用することによってクリープ寿命
を知るものである。1. TEM観察組織における転位
の消失した比率を既知のクリープ損傷を受けた材料につ
いて求める(校正用のグラフの作成)。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. The quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel of the present invention is as shown in FIG.
The creep life is known by using a calibration graph that is obtained in advance and is composed of the following three components. 1. The dislocation disappearance ratio in the TEM observation structure is determined for a material that has been subjected to known creep damage (preparation of a graph for calibration).

【0029】 クリープ試験によりクリープ歪が既知
である試料を複数個作成し、その試料から透過電子顕微
鏡(TEM)用の微小試験片を作製する。このとき新し
い歪を加えないように注意する。
A plurality of samples with known creep strains are prepared by the creep test, and a micro test piece for a transmission electron microscope (TEM) is prepared from the samples. At this time, be careful not to add new distortion.

【0030】 この微小試験片をTEMで観察する。
このTEMで観察する場合、微小試験片の薄い部分を観
察すると転位が薄膜表面に抜けており、実際の組織を観
察したことにならないため、ある程度厚い部分を観察す
る必要がある。
This micro test piece is observed by TEM.
When observing with a TEM, when observing a thin portion of the micro test piece, dislocations are missing on the surface of the thin film, and it does not correspond to observing an actual structure. Therefore, it is necessary to observe a thick portion to some extent.

【0031】ここでは、焼もどしマルテンサイト組織と
して使用される耐熱鋼としてその組成を表1に示す改良
9Cr 鋼を用いた。
Here, the improved 9Cr steel whose composition is shown in Table 1 was used as the heat-resistant steel used as the tempered martensite structure.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】この改良9Cr 鋼を用い、図2に示すよう
に、600℃でクリープ歪を12kgf/mm2 としたもの
と、650℃でクリープ歪を6kgf/mm2 としたものとを
用意し、温度・応力加速試験などにより、クリープ寿命
消費率(クリープ破断時間に対する使用時間)の異なる
5種類の試料を透過電子顕微鏡(TEM)で観察した。
Using this improved 9Cr steel, as shown in FIG. 2, one having a creep strain of 12 kgf / mm @ 2 at 600.degree. C. and one having a creep strain of 6 kgf / mm @ 2 at 650.degree. Five kinds of samples having different creep life consumption rates (use time relative to creep rupture time) were observed by a transmission electron microscope (TEM) by a stress acceleration test or the like.

【0034】この透過電子顕微鏡による観察では、微小
試験片の厚い場所、例えば0.2μm以上の部分を1〜
2万倍の倍率で観察し写真撮影をした。
In the observation with the transmission electron microscope, the thick portion of the micro test piece, for example, a portion of 0.2 μm or more
It was observed and photographed at a magnification of 20,000 times.

【0035】この場合に、試料を多少回転させ、なるべ
く転位が良く観察できるようにな回折条件にして写真撮
影を行う。1つのセル内の転位に回折条件を合わせれ
ば、他のセル内の転位は完全には見られないことから、
得られた写真を参考にして、試料を多少回転して、転位
の存在する領域を写真上に記録する。
In this case, the sample is rotated slightly and photographed under the diffraction condition so that dislocations can be observed as well as possible. If the diffraction conditions are matched to the dislocations in one cell, the dislocations in the other cells cannot be completely seen.
With reference to the obtained photograph, the sample is slightly rotated and the region where the dislocation exists is recorded on the photograph.

【0036】なお、クリープ変形末期になると、セルの
成長が観察される場合もある。この場合、面積率で計算
すれば良い。クリープ変形前には転位はセル内に均一に
分布しているが、クリープ変形後にはネット状に再配列
している場合も観察され、セルと見なされない場合も生
じるので、写真上でその領域を記録するようにする。
Note that cell growth may be observed at the end of creep deformation. In this case, the area ratio may be used for the calculation. Before creep deformation, dislocations are uniformly distributed in the cell, but after creep deformation, it is also observed that they are rearranged in a net shape, and there are cases where they are not regarded as cells. Be recorded.

【0037】 各試料について、転位の消失した比率
Pを計算する。転位の消失した比率Pは転位の消失した
セルの数と観察した全てのセルの数との比として求めた
り、転位(GND)の消失した面積と観察した全ての面
積の比として求める。
The dislocation disappearance ratio P is calculated for each sample. The dislocation disappearance ratio P is calculated as the ratio of the number of dislocation disappeared cells to the number of all observed cells, or the ratio of the dislocation (GND) disappeared area to all the observed areas.

【0038】なお、ここでは、転位(GND)の消失し
たセルの判断基準として、1μm2で数本の転位が観察
される場合を転位(GND)の消失と定義した。なお、
破断した試験片の観察はネッキングした部分を避けて観
察した。
Here, as a criterion for judging cells in which dislocation (GND) disappears, the case where several dislocations are observed at 1 μm 2 is defined as dislocation (GND) disappearance. In addition,
The fractured test piece was observed while avoiding the necked portion.

【0039】こうして求めた転位の消失した比率Pとク
リープ損傷(クリープ寿命消費率)との関係を示したも
のが図2である。
FIG. 2 shows the relationship between the dislocation disappearance ratio P thus obtained and the creep damage (creep life consumption rate).

【0040】同図から明らかなように転位の消失した比
率Pとクリープ寿命消費率との間に一定の関係、すなわ
ち直線性があることが分かる。
As can be seen from the figure, there is a constant relationship between the dislocation disappearance ratio P and the creep life consumption rate, that is, linearity.

【0041】また、クリープ試験条件が600℃、12
kgf/mm2 としたもの(●)と、650℃、6kgf/mm2 と
したもの(○)と異なる場合であっても、同一の直線で
表わすことができ、特に破断材では、試験条件に依存せ
ずPが0.8〜0.9(ネッキング部では、Pが0.9
〜1.0)になり、80〜90%GNDが消失した領域
と計算され、同一の値となった。なお、図3〜図5に各
種試験片の透過電子顕微鏡写真を示す。
The creep test conditions are 600 ° C. and 12
The same straight line can be used to indicate the difference between the one with kgf / mm2 (●) and the one with 6 kgf / mm2 at 650 ° C (○). Without P is 0.8 to 0.9 (P is 0.9 at the necking part)
.About.1.0), which was calculated as a region in which 80 to 90% of GND disappeared, and the values were the same. 3 to 5 show transmission electron micrographs of various test pieces.

【0042】図3はクリープ試験条件が600℃、12
kgf/mm2 でクリープ寿命消費率が20%のものであり、
転位が消失したセルとラス中のセル内に高密度の転位が
観察される。
In FIG. 3, the creep test conditions are 600 ° C. and 12
The creep life consumption rate is 20% at kgf / mm2,
High-density dislocations are observed in the cells where the dislocations disappear and the cells in the lath.

【0043】図4はクリープ試験条件が600℃、12
kgf/mm2 でクリープ寿命消費率が100%のものであ
り、ほとんど転位が消失したラスが観察される。
In FIG. 4, the creep test conditions are 600 ° C. and 12
The creep life consumption rate is 100% at kgf / mm2, and dislocation disappeared laths are almost observed.

【0044】図5はクリープ試験条件が650℃、6kg
f/mm2 でクリープ寿命消費率が100%のものであり、
部分的に転位がなくなったセルが観察される。
FIG. 5 shows creep test conditions of 650 ° C. and 6 kg.
The creep life consumption rate is 100% at f / mm2,
A cell in which dislocations are partially eliminated is observed.

【0045】2. クリープ損傷が未知の材料について クリープ損傷が未知の材料について上述の1の、、
を行ない、転位(GND)の消失した比率Pを求め
る。
2. For materials with unknown creep damage For materials with unknown creep damage 1 above,
Then, the ratio P at which dislocation (GND) disappears is obtained.

【0046】3. 1で得られた構成用のグラフと上記
の2で求めたクリープ損傷が未知の実機から採取した試
料などの転位が消失した比率Pと比較することでクリー
プ寿命消費率を知ることができる。
3. The creep life consumption rate can be known by comparing the graph for the configuration obtained in 1 with the rate P in which dislocations disappeared in the sample obtained from the actual machine whose creep damage is unknown and obtained in 2 above.

【0047】以上のように、予め各種条件でクリープ試
験(中断試験を含む)を行い、転位の消失した比率Pと
寿命消費率との関係を求めておき、校正用のグラフを作
成しておくことで、クリープ寿命損傷が未知の同一材料
について転位の消失した比率Pを求めれば、校正用のグ
ラフとの比較でクリープ寿命消費率を知ることができ
る。
As described above, the creep test (including the interruption test) is performed under various conditions in advance, the relationship between the dislocation disappearance ratio P and the life consumption rate is obtained, and the graph for calibration is prepared. Therefore, if the dislocation disappearance ratio P is obtained for the same material whose creep life damage is unknown, the creep life consumption rate can be known by comparison with the calibration graph.

【0048】また、このクリープ損傷の定量評価法によ
れば、使用前の状態であれば、転位の消失した比率Pが
ほとんどゼロに近いことから、各種使用条件下での校正
用のグラフが同一であれば、使用環境、使用前の組織・
機械的性質が不明でも、使用環境が一定の条件下での寿
命消費率を求めることができる一方、校正用のグラフが
同一でなくとも、他の手法によって使用条件が推定でき
れば、その条件下での寿命消費率を求めることができ
る。
According to this quantitative evaluation method of creep damage, since the ratio P of dislocation disappearance is almost zero in the state before use, the graphs for calibration under the various use conditions are the same. If so, use environment, organization before use,
Even if the mechanical properties are unknown, it is possible to obtain the lifespan consumption rate under a fixed usage environment.On the other hand, even if the calibration graphs are not the same, if the usage conditions can be estimated by other methods, The life consumption rate of

【0049】なお、上記実施の形態では、焼もどしマル
テンサイト組織として使用される材料として改良Cr 鋼
合金を例に説明したが、これに限らず、他の焼もどしマ
ルテンサイト組織として使用される材料にも同様に適用
することができる。
In the above embodiment, the modified Cr steel alloy is used as an example of the material used as the tempered martensitic structure, but the material is not limited to this and other materials used as the tempered martensitic structure. Can be similarly applied to.

【0050】また、転位が消失した比率を面積で求める
ようにしたが、何等かのしきい値を定め、転位の存在す
るセルの数を面積の代わりに使用することもできる。
Although the ratio of disappearance of dislocations is calculated by the area, some threshold value may be set and the number of cells having dislocations may be used instead of the area.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上、一実施例とともに具体的に説明し
たようにこの発明の請求項1記載の耐熱鋼のクリープ損
傷の定量評価法によれば、被測定部から試料を採取して
透過電子顕微鏡(TEM)で観察し、観察組織における
転位が消失した比率を面積の比、あるいはセルの数の比
求め、予め求めておいた同一組成材料の既知のクリー
プ損傷を受けた材料における転位が消失した面積の比、
あるいはセルの数の比による比率とクリープ損傷との
線的な関係と比較することで、いずれからも焼きもどし
マルテンサイト組織の試料であっても、クリープ損傷を
定量的に評価することができる。
As described above in detail with reference to the embodiments, according to the method for quantitatively evaluating creep damage of heat-resistant steel according to claim 1 of the present invention, a sample is taken from the portion to be measured and the transmission electron Observed with a microscope (TEM), the ratio of dislocation disappearance in the observed tissue is the ratio of the area or the ratio of the number of cells.
In determined, the ratio of the areas in which dislocation is lost in the material which received the known creep damage of the same composition material obtained in advance,
Or straight between the ratio and the creep damage due to the ratio of the number of cells
By comparing the line relationship, be a sample of martensitic tempered from both, it is possible to quantitatively evaluate the creep damage.

【0052】また、この発明の請求項2記載の耐熱鋼の
クリープ損傷の定量評価法によれば、予め校正用の関係
を求める場合に試験条件によらず一定の関係を求めるこ
とができ、適用範囲を拡大することができる。
Further, according to the quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel according to claim 2 of the present invention, when a relationship for calibration is obtained in advance, a certain relationship can be obtained regardless of the test conditions. The range can be expanded.

【0053】[0053]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法
の一実施の形態にかかるフロー図である。
FIG. 1 is a flow chart according to an embodiment of a quantitative evaluation method for creep damage of heat resistant steel of the present invention.

【図2】この発明の耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法
の一実施の形態にかかる転位の消失した比率とクリープ
寿命消費率との関係(校正用)のグラフである。
FIG. 2 is a graph of the relationship (for calibration) between the dislocation disappearance ratio and the creep life consumption rate according to an embodiment of the quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel of the present invention.

【図3】この発明の耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法
の一実施の形態にかかるクリープ試験条件が600℃、
12kgf/mm2 でクリープ寿命消費率が20%の透過電子
顕微鏡写真である。
FIG. 3 shows a creep test condition according to one embodiment of the quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel of the present invention, which is 600 ° C.
It is a transmission electron micrograph with a creep life consumption rate of 20% at 12 kgf / mm 2.

【図4】この発明の耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法
の一実施の形態にかかるクリープ試験条件が600℃、
12kgf/mm2 でクリープ寿命消費率が100%の透過電
子顕微鏡写真である。
FIG. 4 shows a creep test condition of 600 ° C. according to an embodiment of the quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel of the present invention,
It is a transmission electron micrograph with a creep life consumption rate of 100% at 12 kgf / mm 2.

【図5】この発明の耐熱鋼のクリープ損傷の定量評価法
の一実施の形態にかかるクリープ試験条件が650℃、
6kgf/mm2 でクリープ寿命消費率が100%の透過電子
顕微鏡写真である。
FIG. 5 shows a creep test condition of 650 ° C. according to one embodiment of the quantitative evaluation method for creep damage of heat-resistant steel of the present invention,
It is a transmission electron micrograph with a creep life consumption rate of 100% at 6 kgf / mm 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−227784(JP,A) 材料とプロセス,1993年,第6巻、第 6号,1646−1649 材料とプロセス,1996年,第9巻、第 6号,1305 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/00 - 33/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-10-227784 (JP, A) Materials and Processes, 1993, Volume 6, No. 6, 1646-1649 Materials and Processes, 1996, 9th Volume, No. 6, 1305 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 33/00-33/46

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 焼きもどしマルテンサイト組織として使
用される耐熱鋼のクリープ損傷を定量的に評価するに際
し、被測定部から透過電子顕微鏡(TEM)用の試料を
採取する工程と、該試料をTEMで観察し観察組織にお
ける転位が消失した比率を面積の比、あるいはセルの数
の比から求める工程と、予め求めておいた同一組成材料
の既知のクリープ損傷を受けた材料における転位が消失
した面積の比、あるいはセルの数の比による比率−クリ
ープ損傷の直線的な関係と比較する工程とにより試料の
クリープ損傷を評価することを特徴とする耐熱鋼のクリ
ープ損傷の定量評価法。
1. A step of collecting a sample for a transmission electron microscope (TEM) from a portion to be measured when quantitatively evaluating creep damage of heat-resistant steel used as a tempered martensite structure, and the TEM. The step of obtaining the dislocation disappearance ratio in the observed structure from the ratio of the areas or the ratio of the number of cells, and the area where the dislocation disappeared in the material of the same composition with known creep damage that was obtained in advance. Ratio or the ratio of the number of cells to a ratio-creep damage linear relationship, and a step of comparing the creep damage of the sample is evaluated.
【請求項2】 前記予め求める同一組成材料の既知のク
リープ損傷を受けた材料における転位が消失した比率−
クリープ損傷の関係を、前記クリープ損傷を定量的に評
価すべき耐熱鋼の使用条件と試験条件が異なる場合であ
っても得られる前記転位が消失した比率−クリープ損傷
の同一直線上で表せる関係から得るようにしたことを
徴とする請求項1記載の耐熱鋼のクリープ損傷の定量評
価法。
2. A ratio of disappearance of dislocations in a material which has been previously obtained and has a known creep damage of the same composition material.
The relationship between creep damage is quantitatively evaluated by the creep damage.
When the use conditions and test conditions of the heat-resistant steel to be evaluated differ
Even the obtained dislocation disappearance ratio-creep damage
The method for quantitatively evaluating creep damage of heat-resistant steel according to claim 1, characterized in that it is obtained from the relationship represented by the same straight line .
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材料とプロセス,1993年,第6巻、第6号,1646−1649
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