JPH10197515A - Ｃｏ基耐熱合金の使用温度の推定方法 - Google Patents
Ｃｏ基耐熱合金の使用温度の推定方法Info
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- JPH10197515A JPH10197515A JP9017344A JP1734497A JPH10197515A JP H10197515 A JPH10197515 A JP H10197515A JP 9017344 A JP9017344 A JP 9017344A JP 1734497 A JP1734497 A JP 1734497A JP H10197515 A JPH10197515 A JP H10197515A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｃｏ基耐熱合金の使用温度を客観的、定量的
かつ精度よく推定する方法を提供する。 【解決手段】 Ｃｏ基耐熱合金の使用温度の推定方法に
おいて、上記Ｃｏ基耐熱合金の時効処理に伴う組織変化
を定量的に表す数値であるラーソン・ミラーパラメータ
と関係づけた相関曲線に基づいて、Ｃｏ基耐熱合金の使
用温度を推定することによる。
かつ精度よく推定する方法を提供する。 【解決手段】 Ｃｏ基耐熱合金の使用温度の推定方法に
おいて、上記Ｃｏ基耐熱合金の時効処理に伴う組織変化
を定量的に表す数値であるラーソン・ミラーパラメータ
と関係づけた相関曲線に基づいて、Ｃｏ基耐熱合金の使
用温度を推定することによる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高温部材、特にガス
タービン静翼材として長期間使用されたＣｏ基耐熱合金
材の使用中の温度（メタル温度とも呼ばれる。）の推定
方法に関する。
タービン静翼材として長期間使用されたＣｏ基耐熱合金
材の使用中の温度（メタル温度とも呼ばれる。）の推定
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、温度推定が行われている合金とし
て、ガスタービン動翼などに使用されているＮｉ基合金
及びボイラーチューブ等に使用されている低合金鋼があ
る。これらの合金は高温長時間の使用に伴い、組織変
化、例えばγ’相の粗大化又はパーライト量の減少等が
見られ、これらの経時変化をもとに使用中の温度の推定
が行われている。
て、ガスタービン動翼などに使用されているＮｉ基合金
及びボイラーチューブ等に使用されている低合金鋼があ
る。これらの合金は高温長時間の使用に伴い、組織変
化、例えばγ’相の粗大化又はパーライト量の減少等が
見られ、これらの経時変化をもとに使用中の温度の推定
が行われている。
【０００３】そこで、このようなミクロ組織の経時変化
をＣｏ基耐熱合金でも確認することができれば実機部材
の使用温度の推定が可能となると予測される。このＣｏ
基耐熱合金の例として、次表に示すような化学組成を成
す合金であるＥＣＹ７６８（商品名）がある。
をＣｏ基耐熱合金でも確認することができれば実機部材
の使用温度の推定が可能となると予測される。このＣｏ
基耐熱合金の例として、次表に示すような化学組成を成
す合金であるＥＣＹ７６８（商品名）がある。
【０００４】
【表１】
【０００５】ＥＣＹ７６８については、従来は実験室に
おいてあらかじめ高温長時間加熱されたＥＣＹ７６８の
金属組織写真と、実機において長時間使用されたＥＣＹ
７６８の組織写真を比較し、二次炭化物の析出や、粗大
化状況から、異常な高温使用の有無をチェックする程度
にとどまっていた。
おいてあらかじめ高温長時間加熱されたＥＣＹ７６８の
金属組織写真と、実機において長時間使用されたＥＣＹ
７６８の組織写真を比較し、二次炭化物の析出や、粗大
化状況から、異常な高温使用の有無をチェックする程度
にとどまっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の温度推定方法は、高温で長時間使用されたＥＣＹ７
６８の金属組織写真を、あらかじめ種々の温度と時間に
よる時効処理によって作成された基準となる組織写真と
比較するという方法であるため、主観的評価に成り易い
ばかりでなく、推定の温度範囲が広いものとなってしま
う欠点があった。
来の温度推定方法は、高温で長時間使用されたＥＣＹ７
６８の金属組織写真を、あらかじめ種々の温度と時間に
よる時効処理によって作成された基準となる組織写真と
比較するという方法であるため、主観的評価に成り易い
ばかりでなく、推定の温度範囲が広いものとなってしま
う欠点があった。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、実機部材であるＣｏ基耐熱合金の使用中の温度を客
観的、定量的かつ精度よく推定する方法を提供すること
にある。
で、実機部材であるＣｏ基耐熱合金の使用中の温度を客
観的、定量的かつ精度よく推定する方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を解
決するためになされたものであり、その要旨はＣｏ基耐
熱合金の使用温度の推定方法において、上記Ｃｏ基耐熱
合金の時効処理に伴う組織変化を定量的に表す数値であ
るラーソン・ミラーパラメータと関係づけた相関曲線に
基づいて、Ｃｏ基耐熱合金の使用温度を推定することに
ある。また、本発明が適用できるＣｏ基耐熱合金は、炭
化物が析出する炭素やクロムなどを含むものである。
決するためになされたものであり、その要旨はＣｏ基耐
熱合金の使用温度の推定方法において、上記Ｃｏ基耐熱
合金の時効処理に伴う組織変化を定量的に表す数値であ
るラーソン・ミラーパラメータと関係づけた相関曲線に
基づいて、Ｃｏ基耐熱合金の使用温度を推定することに
ある。また、本発明が適用できるＣｏ基耐熱合金は、炭
化物が析出する炭素やクロムなどを含むものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら、本発
明に係るＣｏ基耐熱合金の使用温度推定方法を説明す
る。Ｃｏ基耐熱合金ＥＣＹ７６８の光学顕微鏡組織は、
図１に示すとおり、ＭＣ型一次炭化物１、Ｍ23Ｃ6 型一
次炭化物２、デンドライト境界部のＭ23Ｃ6 型二次炭化
物３、デンドライト中央部のＭ23Ｃ6 型二次炭化物４及
びマトリックスの５種類の相から構成されている。デン
ドライトとは溶融金属の凝固組織に見られる樹枝状の外
形をした結晶の集まりである。このうちデンドライト中
央部のＭ23Ｃ6 型二次炭化物４については、高温長時間
の加熱に伴い粗大化したり、増大したりして顕著な組織
変化を示す。
明に係るＣｏ基耐熱合金の使用温度推定方法を説明す
る。Ｃｏ基耐熱合金ＥＣＹ７６８の光学顕微鏡組織は、
図１に示すとおり、ＭＣ型一次炭化物１、Ｍ23Ｃ6 型一
次炭化物２、デンドライト境界部のＭ23Ｃ6 型二次炭化
物３、デンドライト中央部のＭ23Ｃ6 型二次炭化物４及
びマトリックスの５種類の相から構成されている。デン
ドライトとは溶融金属の凝固組織に見られる樹枝状の外
形をした結晶の集まりである。このうちデンドライト中
央部のＭ23Ｃ6 型二次炭化物４については、高温長時間
の加熱に伴い粗大化したり、増大したりして顕著な組織
変化を示す。
【００１０】そして、この炭化物の粗大化や増大化に着
目し、全組織中に占めるその平均面積とラーソン・ミラ
ーパラメータ値（以下、ＬＭＰ値という。）との相互関
係を求め、この関係から得られた相関曲線から実機使用
部材の金属組織の二次炭化物の平均面積に相応するＬＭ
Ｐ値を読みとり、その値と既知の運転時間により温度を
推定する。ここで、ＬＭＰ値は、加熱温度をＴ（℃）、
加熱しての使用時間をｔ（ｈｒ）及び定数Ｃを用いて、
（２７３＋Ｔ）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ）と表わされる。ま
た、Ｃは定数であって、１７〜２３の値がクリープ強度
特性や組織変化の挙動に関連して一般的に用いられてい
る。ここでは、実験的にデータのばらつきが少ない値で
あるＣ＝２０を用いた。Ｃの値は、適用される合金に応
じて実験的に選定されるものである。
目し、全組織中に占めるその平均面積とラーソン・ミラ
ーパラメータ値（以下、ＬＭＰ値という。）との相互関
係を求め、この関係から得られた相関曲線から実機使用
部材の金属組織の二次炭化物の平均面積に相応するＬＭ
Ｐ値を読みとり、その値と既知の運転時間により温度を
推定する。ここで、ＬＭＰ値は、加熱温度をＴ（℃）、
加熱しての使用時間をｔ（ｈｒ）及び定数Ｃを用いて、
（２７３＋Ｔ）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ）と表わされる。ま
た、Ｃは定数であって、１７〜２３の値がクリープ強度
特性や組織変化の挙動に関連して一般的に用いられてい
る。ここでは、実験的にデータのばらつきが少ない値で
あるＣ＝２０を用いた。Ｃの値は、適用される合金に応
じて実験的に選定されるものである。
【００１１】
【実施例】Ｃｏ基耐熱合金ＥＣＹ７６８材を大気中で７
５０℃から１０００℃の範囲で最長５０００時間の高
温、長時間加熱を実施し、各加熱材について走査型電子
顕微鏡（以下、ＳＥＭという。）により二次炭化物を観
察した。組織変化を示す代表例として、図２に未加熱の
ＥＣＹ７６８材に関する二次炭化物のＳＥＭ像の模式図
を、図３には温度１０００℃で５０００時間加熱したも
のの二次炭化物のＳＥＭ像の模式図を示す。
５０℃から１０００℃の範囲で最長５０００時間の高
温、長時間加熱を実施し、各加熱材について走査型電子
顕微鏡（以下、ＳＥＭという。）により二次炭化物を観
察した。組織変化を示す代表例として、図２に未加熱の
ＥＣＹ７６８材に関する二次炭化物のＳＥＭ像の模式図
を、図３には温度１０００℃で５０００時間加熱したも
のの二次炭化物のＳＥＭ像の模式図を示す。
【００１２】図中の白粒の部分がＭ23Ｃ6 型二次炭化物
４であり、高温長時間加熱により粗大化したことが分か
る。図２、図３をそれぞれ画像解析における二値化処理
をし、粒径の大きいものから順に７個を選択した二値化
像を図４及び図５に示す。二値化処理をする目的は、Ｓ
ＥＭ像では二次炭化物とマトリックスの境界が不鮮明な
ため、完全に二色化し、その境界を明瞭にするためであ
る。また、二値化像中の炭化物の面積を全て加算し、そ
れを個数で割った平均面積は、図４については０．０３
７μｍ2 、図５については０．４８４μｍ2 であった。
４であり、高温長時間加熱により粗大化したことが分か
る。図２、図３をそれぞれ画像解析における二値化処理
をし、粒径の大きいものから順に７個を選択した二値化
像を図４及び図５に示す。二値化処理をする目的は、Ｓ
ＥＭ像では二次炭化物とマトリックスの境界が不鮮明な
ため、完全に二色化し、その境界を明瞭にするためであ
る。また、二値化像中の炭化物の面積を全て加算し、そ
れを個数で割った平均面積は、図４については０．０３
７μｍ2 、図５については０．４８４μｍ2 であった。
【００１３】このようにして得られた種々の加熱条件に
よるＥＣＹ７６８のＭ23Ｃ6 型二次炭化物の平均面積と
ＬＭＰ値との相関を示すグラフが図６である。図中の白
四角は加熱温度が７５０℃、黒四角は８００℃、白丸は
８５０℃、黒丸は９００℃、白三角は９５０℃、黒三角
は１０００℃であることを表わしている。ここで、前述
したように、ＬＭＰ値は加熱温度をＴ（℃）、加熱され
た時間をｔ（ｈｒ）とすると、ＬＭＰ値＝（２７３＋
Ｔ）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ）で表わされる。また、Ｃは定数
であって、ここでは２０を用いた。
よるＥＣＹ７６８のＭ23Ｃ6 型二次炭化物の平均面積と
ＬＭＰ値との相関を示すグラフが図６である。図中の白
四角は加熱温度が７５０℃、黒四角は８００℃、白丸は
８５０℃、黒丸は９００℃、白三角は９５０℃、黒三角
は１０００℃であることを表わしている。ここで、前述
したように、ＬＭＰ値は加熱温度をＴ（℃）、加熱され
た時間をｔ（ｈｒ）とすると、ＬＭＰ値＝（２７３＋
Ｔ）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ）で表わされる。また、Ｃは定数
であって、ここでは２０を用いた。
【００１４】この図６を用いて、実機で長時間使用した
ＥＣＹ７６８材のＭ23Ｃ6 型二次炭化物の平均面積か
ら、これに対応するＬＭＰ値を読みとった。次に既知で
ある実機運転時間（ｈｒ）を上記のＬＭＰ算出式に代入
することによって使用温度（メタル温度）を求める。
ＥＣＹ７６８材のＭ23Ｃ6 型二次炭化物の平均面積か
ら、これに対応するＬＭＰ値を読みとった。次に既知で
ある実機運転時間（ｈｒ）を上記のＬＭＰ算出式に代入
することによって使用温度（メタル温度）を求める。
【００１５】以下に、本発明による作用について説明す
る。Ｃｏ基耐熱合金ＥＣＹ７６８を大気中で７５０℃か
ら１０００℃の範囲で最長５０００時間の高温、長時間
加熱を実施し、各加熱材についてＳＥＭにより二次炭化
物を観察し、平均面積の変化を画像処理装置を用いて定
量化する。この二次炭化物の平均面積は、温度と時間の
関数であるＬＭＰ値と良好な相関関係を示しており、そ
れらを整理して作成した温度推定線図からメタル温度を
推定することができる。
る。Ｃｏ基耐熱合金ＥＣＹ７６８を大気中で７５０℃か
ら１０００℃の範囲で最長５０００時間の高温、長時間
加熱を実施し、各加熱材についてＳＥＭにより二次炭化
物を観察し、平均面積の変化を画像処理装置を用いて定
量化する。この二次炭化物の平均面積は、温度と時間の
関数であるＬＭＰ値と良好な相関関係を示しており、そ
れらを整理して作成した温度推定線図からメタル温度を
推定することができる。
【００１６】したがって、従来の加熱温度及び時間の実
験点として与えられる限られた組織写真との比較法に比
べて、本発明においてはＬＭＰ値を導入した手法となる
ため、推定の温度範囲が狭ばまり、精度が向上する。
験点として与えられる限られた組織写真との比較法に比
べて、本発明においてはＬＭＰ値を導入した手法となる
ため、推定の温度範囲が狭ばまり、精度が向上する。
【００１７】
【発明の効果】本発明により、Ｃｏ基耐熱合金の使用温
度を客観的、定量的かつ精度よく推定することができ
る。
度を客観的、定量的かつ精度よく推定することができ
る。
【図１】本発明の方法の実施の対象となるＥＣＹ７６８
の金属組織を示す、倍率５００倍の顕微鏡写真である。
の金属組織を示す、倍率５００倍の顕微鏡写真である。
【図２】未加熱のＥＣＹ７６８の二次炭化物のＳＥＭ模
式図である。
式図である。
【図３】１０００℃で５０００時間加熱後のＥＣＹ７６
８の二次炭化物のＳＥＭ模式図である。
８の二次炭化物のＳＥＭ模式図である。
【図４】図２の二値化像を示す模式図である。
【図５】図３の二値化像を示す模式図である。
【図６】ＥＣＹ７６８を高温、長時間加熱して得られた
Ｍ23Ｃ6 型二次炭化物の平均面積とＬＭＰ値の相関曲線
である。
Ｍ23Ｃ6 型二次炭化物の平均面積とＬＭＰ値の相関曲線
である。
１ ＭＣ型一次炭化物 ２ Ｍ23Ｃ6 型一次炭化物 ３ デンドライト境界部のＭ23Ｃ6 型二次炭化物 ４ デンドライト中央部のＭ23Ｃ6 型二次炭化物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 慶一 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 河合 久孝 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｏ基耐熱合金の使用温度の推定方法に
おいて、上記Ｃｏ基耐熱合金の時効処理に伴う組織変化
を定量的に表す数値であるラーソン・ミラーパラメータ
と関係づけた相関曲線に基づいて、Ｃｏ基耐熱合金の使
用温度を推定することを特徴とするＣｏ基耐熱合金の使
用温度の推定方法。 - 【請求項２】 上記Ｃｏ基耐熱合金がＥＣＹ７６８材で
あることを特徴とする請求項１に記載のＣｏ基耐熱合金
の使用温度の推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9017344A JPH10197515A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Ｃｏ基耐熱合金の使用温度の推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9017344A JPH10197515A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Ｃｏ基耐熱合金の使用温度の推定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10197515A true JPH10197515A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11941445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9017344A Pending JPH10197515A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Ｃｏ基耐熱合金の使用温度の推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10197515A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004549A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高温部材の温度推定方法 |
| JP2003065914A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Babcock Hitachi Kk | オーステナイト鋼伝熱管材の使用温度及びクリープ損傷推定方法 |
| JP5973096B1 (ja) * | 2016-01-14 | 2016-08-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム |
| WO2016151954A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 三菱重工業株式会社 | 耐熱部材の使用温度推定方法 |
| JP6062581B1 (ja) * | 2016-01-14 | 2017-01-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム |
| JP2019002908A (ja) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 耐熱部材の検査方法 |
| WO2024204516A1 (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | 日本発條株式会社 | 鋼材の炭化物形態検出装置、鋼材の炭化物形態検出方法及び鋼材の炭化物形態検出プログラム |
-
1997
- 1997-01-14 JP JP9017344A patent/JPH10197515A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004549A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高温部材の温度推定方法 |
| JP2003065914A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Babcock Hitachi Kk | オーステナイト鋼伝熱管材の使用温度及びクリープ損傷推定方法 |
| JP4628609B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2011-02-09 | バブコック日立株式会社 | オーステナイト鋼伝熱管材の使用温度及びクリープ損傷推定方法 |
| JP2016183899A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 三菱重工業株式会社 | 耐熱部材の使用温度推定方法 |
| WO2016151954A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 三菱重工業株式会社 | 耐熱部材の使用温度推定方法 |
| JP6062581B1 (ja) * | 2016-01-14 | 2017-01-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム |
| JP5973096B1 (ja) * | 2016-01-14 | 2016-08-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム |
| JP2017125776A (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム |
| WO2017122469A1 (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム |
| JP2017125456A (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム |
| KR20180095579A (ko) * | 2016-01-14 | 2018-08-27 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 플랜트 분석 장치, 플랜트 분석 방법, 및 프로그램 |
| CN108463616A (zh) * | 2016-01-14 | 2018-08-28 | 三菱日立电力系统株式会社 | 设备分析装置、设备分析方法以及程序 |
| JP2019002908A (ja) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 耐熱部材の検査方法 |
| WO2019198679A1 (ja) * | 2017-06-15 | 2019-10-17 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 耐熱部材の検査方法 |
| WO2024204516A1 (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | 日本発條株式会社 | 鋼材の炭化物形態検出装置、鋼材の炭化物形態検出方法及び鋼材の炭化物形態検出プログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031021 |