JPH0670606B2 - クリープ寿命消費率が連続的に変化する試料の作成方法 - Google Patents
クリープ寿命消費率が連続的に変化する試料の作成方法Info
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- JPH0670606B2 JPH0670606B2 JP18481788A JP18481788A JPH0670606B2 JP H0670606 B2 JPH0670606 B2 JP H0670606B2 JP 18481788 A JP18481788 A JP 18481788A JP 18481788 A JP18481788 A JP 18481788A JP H0670606 B2 JPH0670606 B2 JP H0670606B2
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、高温環境下で使用される構造材のクリープ
寿命消費率を推測する際に使用して有効な、クリープ寿
命消費率が連続的に変化する試料の作成方法に関する。
寿命消費率を推測する際に使用して有効な、クリープ寿
命消費率が連続的に変化する試料の作成方法に関する。
「従来の技術」 高温環境下で使用される構造材は使用中にクリープ破断
する恐れがあり、このため、たとえば、長時間使用され
た石油精製化学プラントなどの加熱炉あるいは反応炉等
では、１年に１回程度その構造材のクリープ寿命消費率
を調査し安全性を担保している。
する恐れがあり、このため、たとえば、長時間使用され
た石油精製化学プラントなどの加熱炉あるいは反応炉等
では、１年に１回程度その構造材のクリープ寿命消費率
を調査し安全性を担保している。
しかして、その構造材自体のクリープ破断試験からクリ
ープ寿命消費率を知るためには、供試材の採取および試
験に多大の労力と時間を要する。そこで、その構造材と
同一材料の試験片を用いて種々のクリープ寿命消費率が
既知である試料を作成し、これらの試料を用いてクリー
プ寿命消費率と硬さあるいは電流抵抗値等との関係を予
め調べておき、このデータとその構造材を調査して得ら
れた硬さあるいは電流抵抗値等とを比較してその構造材
の寿命消費率を推測している。
ープ寿命消費率を知るためには、供試材の採取および試
験に多大の労力と時間を要する。そこで、その構造材と
同一材料の試験片を用いて種々のクリープ寿命消費率が
既知である試料を作成し、これらの試料を用いてクリー
プ寿命消費率と硬さあるいは電流抵抗値等との関係を予
め調べておき、このデータとその構造材を調査して得ら
れた硬さあるいは電流抵抗値等とを比較してその構造材
の寿命消費率を推測している。
ところで、従来、このようなクリープ寿命消費率が既知
である試料は、試験片の平行部全体を均一にある一定の
温度T1（℃）に保持しながら、ある一定の応力σ１（kg
f／mm2）を負荷して行うクリープ破断試験を、ある時間
t1（hr）で中断することにより作成されている。ここ
で、この試験の使用時間はt1（hr）であるので、この試
験片と同一材料の他の試験片を用いたクリープ破断試験
において得られた破断時間がt2（hr）であったとする
と、この試料は、 寿命消費率＝使用時間／破断時間＝t1／t2の試料という
ことになる。
である試料は、試験片の平行部全体を均一にある一定の
温度T1（℃）に保持しながら、ある一定の応力σ１（kg
f／mm2）を負荷して行うクリープ破断試験を、ある時間
t1（hr）で中断することにより作成されている。ここ
で、この試験の使用時間はt1（hr）であるので、この試
験片と同一材料の他の試験片を用いたクリープ破断試験
において得られた破断時間がt2（hr）であったとする
と、この試料は、 寿命消費率＝使用時間／破断時間＝t1／t2の試料という
ことになる。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記のような方法では、作成に長時間を
要するにもかかわらず、試料１個につき一つの寿命消費
率のものしか作成できないので、種々の寿命消費率の試
料を得るためには、中断までの時間を変えながら多数の
試験片について上記のクリープ試験を行なう必要があっ
た。このため、多大の労力と時間を必要とした。
要するにもかかわらず、試料１個につき一つの寿命消費
率のものしか作成できないので、種々の寿命消費率の試
料を得るためには、中断までの時間を変えながら多数の
試験片について上記のクリープ試験を行なう必要があっ
た。このため、多大の労力と時間を必要とした。
また、このようにして種々の寿命消費率を有する多数の
試料を作成したとしても、これら各試料の寿命消費率の
計算の基準とされる破断時間は、その試験片自体の破断
時間ではなく、一群の試験片の中の特定の試験片によっ
て得られたデータ、言い換えれば他の試験片の破断時間
であるので、算出された寿命消費率には試験片間の破断
時間のばらつきによる誤差が含まれてしまうという欠点
があった。
試料を作成したとしても、これら各試料の寿命消費率の
計算の基準とされる破断時間は、その試験片自体の破断
時間ではなく、一群の試験片の中の特定の試験片によっ
て得られたデータ、言い換えれば他の試験片の破断時間
であるので、算出された寿命消費率には試験片間の破断
時間のばらつきによる誤差が含まれてしまうという欠点
があった。
この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、種々のクリープ寿命消費率を有する試
料を短時間で効率的にかつより正確な寿命消費率を持つ
ように作成することができるクリープ寿命消費率が連続
的に変化する試料の作成方法を提供することにある。
とするところは、種々のクリープ寿命消費率を有する試
料を短時間で効率的にかつより正確な寿命消費率を持つ
ように作成することができるクリープ寿命消費率が連続
的に変化する試料の作成方法を提供することにある。
「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明は、クリープ破断
試験の同一試験片においては、応力と破断時のラーソン
・ミラーパラメータとが１対１の対応することに着目し
たもので、試験片の軸線方向に温度勾配をつけた状態と
してクリープ破断試験を行うことにより、軸線方向の各
部におけるクリープ寿命消費率が該軸線方向に沿って連
続的に変化する試料を作成することを特徴とする。
試験の同一試験片においては、応力と破断時のラーソン
・ミラーパラメータとが１対１の対応することに着目し
たもので、試験片の軸線方向に温度勾配をつけた状態と
してクリープ破断試験を行うことにより、軸線方向の各
部におけるクリープ寿命消費率が該軸線方向に沿って連
続的に変化する試料を作成することを特徴とする。
「作用」 この発明においては、試験片の軸線方向に温度勾配がつ
けられているため、クリープ破断試験を行うと、最高温
度部で破断し、これにより最高温度部の破断時間（クリ
ープ破断寿命）が得られる。
けられているため、クリープ破断試験を行うと、最高温
度部で破断し、これにより最高温度部の破断時間（クリ
ープ破断寿命）が得られる。
このクリープ破断寿命は、温度と破断時間の関数である
ラーソン・ミラーパラメータＰで表すことができる。
ラーソン・ミラーパラメータＰで表すことができる。
Ｐ＝Ｔ（logt＋Ｃ）×10-3 ここで、T:温度（Ｋ） t:破断時間（hr） C:材料定数 同一材料のクリープ破断挙動においては、負荷応力と破
断時のラーソン・ミラーパラメータとは、１対１の対応
をするので、上記クリープ破断試験においては試験片平
行部の各部分（温度が異なり応力は同じ）において予想
破断時のラーソン・ミラーパラメータは上記最高温度部
の値と同じとなる。
断時のラーソン・ミラーパラメータとは、１対１の対応
をするので、上記クリープ破断試験においては試験片平
行部の各部分（温度が異なり応力は同じ）において予想
破断時のラーソン・ミラーパラメータは上記最高温度部
の値と同じとなる。
このことから、他の部分の予想破断時間を、上記最高温
度部のラーソン・ミラーパラメータの値と各部の温度と
から算出することができる。
度部のラーソン・ミラーパラメータの値と各部の温度と
から算出することができる。
そして、破断部以外は、その破断時間においてクリープ
試験を中断したのと同じことであるので、各部の使用時
間は試験片のすべての部分で上記破断時間ということに
なり、これら使用時間と上記予想破断時間とから各部分
のクリープ寿命消費率（＝使用時間／予想破断時間）を
求めることができる。
試験を中断したのと同じことであるので、各部の使用時
間は試験片のすべての部分で上記破断時間ということに
なり、これら使用時間と上記予想破断時間とから各部分
のクリープ寿命消費率（＝使用時間／予想破断時間）を
求めることができる。
このようにこの発明においては、１つの試験片から連続
的に変化した寿命消費率を持つ試料が得られる。
的に変化した寿命消費率を持つ試料が得られる。
「実施例」 以下、この発明を2.25Cr−1Mo鋼の試料の作成に適用し
た具体例に基づいて詳述する。
た具体例に基づいて詳述する。
2.25Cr−1Mo鋼の試験片を用い、この試験片の平行部
を、ヒータの温度を軸線方向に沿って変えることによ
り、第１図に示すような軸線方向に連続的に変化した温
度分布の状態にして、クリープ破断試験をいくつかの応
力について行った。試験の結果、応力の値に拘わらず最
高温度部（677℃）で破断した。
を、ヒータの温度を軸線方向に沿って変えることによ
り、第１図に示すような軸線方向に連続的に変化した温
度分布の状態にして、クリープ破断試験をいくつかの応
力について行った。試験の結果、応力の値に拘わらず最
高温度部（677℃）で破断した。
応力3.9kgf／mm2を負荷した試験片を例にとって説明す
ると、この試験片の破断時間は885.9hrであった。した
がって、この試験片の応力3.9kgf／mm2に対するクリー
プ破断寿命は、677℃で885.9hrということになる。
ると、この試験片の破断時間は885.9hrであった。した
がって、この試験片の応力3.9kgf／mm2に対するクリー
プ破断寿命は、677℃で885.9hrということになる。
これを、ラーソン・ミラーパラメータＰで表すと、 Ｐ＝Ｔ（logt＋Ｃ）×10-3 ここで、T:温度（Ｋ） t:破断時間（hr） C:材料定数 （2.25Cr−1Mo鋼に対しては20） であるので、 Ｐ＝（677＋237）（log885.9＋20） ×10-3 ＝21.80 となる。
一定の材料（合金組成、ミクロ組織が同じである材料）
のクリープ破断挙動においては、負荷応力と破断時のラ
ーソン・ミラーパラメータ（以下、寿命パラメータと称
する）とは、１対１の対応をすると言われている。この
ことから、上記試験片の平行部では応力が一定（3.9kgf
／mm2）であるので、温度の値に拘わらず寿命パラメー
タは一定の値（21.80）となる。
のクリープ破断挙動においては、負荷応力と破断時のラ
ーソン・ミラーパラメータ（以下、寿命パラメータと称
する）とは、１対１の対応をすると言われている。この
ことから、上記試験片の平行部では応力が一定（3.9kgf
／mm2）であるので、温度の値に拘わらず寿命パラメー
タは一定の値（21.80）となる。
上記のことから、試験片の650℃の部分（最低温度の部
分）の予想破断時間をt3とすると、 （650＋273）（logt3＋20）×10-3 ＝21.80 となり、これより、t3＝4156hrとなる。
分）の予想破断時間をt3とすると、 （650＋273）（logt3＋20）×10-3 ＝21.80 となり、これより、t3＝4156hrとなる。
使用時間は試験片のすべての部分で885.9hrであるの
で、温度650℃の部分における寿命消費率は、 寿命消費率＝使用時間／破断時間 ＝885.9／4156 ＝0.21 となる。
で、温度650℃の部分における寿命消費率は、 寿命消費率＝使用時間／破断時間 ＝885.9／4156 ＝0.21 となる。
温度が高くなるに従って予想破断時間は短くなるので寿
命消費率は大きくなり最高温度の部分（破断点）で１と
なる。
命消費率は大きくなり最高温度の部分（破断点）で１と
なる。
上記により、第１図に示す温度分布に対応した0.21から
１の間の連続的に変化した寿命消費率を持つ試料が得ら
れたことになる。
１の間の連続的に変化した寿命消費率を持つ試料が得ら
れたことになる。
このようにして作成された試料は、その各部分について
硬さあるいは電流抵抗値等を測定し、これらとクリープ
寿命消費率との関係を調べ、これらのデータと加熱炉等
の構造材を調査して得られたデータとを比較し、それら
の構造材の寿命消費率を推測することにより、それらの
構造材の安全性を確認するのに使用される。
硬さあるいは電流抵抗値等を測定し、これらとクリープ
寿命消費率との関係を調べ、これらのデータと加熱炉等
の構造材を調査して得られたデータとを比較し、それら
の構造材の寿命消費率を推測することにより、それらの
構造材の安全性を確認するのに使用される。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明にあっては、一つの試験
片で、各部分の温度に応じて寿命消費率が連続的に変化
する試料を得ることができ、１個ずつクリープ試験を中
断しながら種々の試料を作成する従来技術に比べて、短
時間で効率的に種々の寿命消費率を有する試料を作成す
ることができる。
片で、各部分の温度に応じて寿命消費率が連続的に変化
する試料を得ることができ、１個ずつクリープ試験を中
断しながら種々の試料を作成する従来技術に比べて、短
時間で効率的に種々の寿命消費率を有する試料を作成す
ることができる。
また、破断時間がその試験片自体の破断時間であるの
で、より正確な寿命消費率を算出することができる。
で、より正確な寿命消費率を算出することができる。
第１図はこの発明を説明するための図である。
Claims (1)
- 【請求項１】試験片の軸線方向に温度勾配をつけた状態
としてクリープ破断試験を行うことにより、軸線方向の
各部におけるクリープ寿命消費率が該軸線方向に沿って
連続的に変化する試料を作成することを特徴とするクリ
ープ寿命消費率が連続的に変化する試料の作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18481788A JPH0670606B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | クリープ寿命消費率が連続的に変化する試料の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18481788A JPH0670606B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | クリープ寿命消費率が連続的に変化する試料の作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235330A JPH0235330A (ja) | 1990-02-05 |
| JPH0670606B2 true JPH0670606B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=16159808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18481788A Expired - Lifetime JPH0670606B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | クリープ寿命消費率が連続的に変化する試料の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670606B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298825B1 (ko) | 1996-08-19 | 2001-10-26 | 하시모토 야스고로 | 대물 렌즈 구동 장치 및 이를 이용한 광디스크 장치 |
| CN108279174A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-13 | 沈阳航空航天大学 | 一种材料的剪切破坏温度的检测方法及装置 |
| CN113008677B (zh) * | 2021-03-02 | 2022-06-10 | 中南大学 | 一种镍基高温合金的蠕变持久性能预测方法 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP18481788A patent/JPH0670606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0235330A (ja) | 1990-02-05 |
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