JPS6259263B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6259263B2 JPS6259263B2 JP54110303A JP11030379A JPS6259263B2 JP S6259263 B2 JPS6259263 B2 JP S6259263B2 JP 54110303 A JP54110303 A JP 54110303A JP 11030379 A JP11030379 A JP 11030379A JP S6259263 B2 JPS6259263 B2 JP S6259263B2
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- JP
- Japan
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- deterioration
- degree
- heat
- resistant steel
- precipitation
- Prior art date
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- Expired
Links
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- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 21
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Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高温下で使用されるCr―Mo―Ｖ系耐
熱鋼の経年劣化度を測定する方法に関する。
熱鋼の経年劣化度を測定する方法に関する。
例えば蒸気タービンのロータや羽根は運転中、
高温下にさらされ長時間の運転に伴ない、上記ロ
ータや羽根を構成する材質が次第に劣化する。し
かしてこの材質劣化は必然的に機械的強度の低下
を招き、使用運転に耐え得なくなり、ときには大
事故を招いたりする。特にそのタービンが発電に
実用されている場合には電力の安定供給が不可能
となる。こうした事故防止や電力安定供給を目的
として、上記タービンロータやタービン羽根など
については定期な検査を行ない、変形度合や欠陥
の有無から劣化度の判定を行なつているが、劣化
程度を的確に把握し難いという問題がある。かく
して、上記蒸気タービン部材について、極力少な
い破壊損傷で且つ的確な経年劣化度を検知乃至把
握しうる劣化度の測定法の開発が望まれる由縁で
ある。
高温下にさらされ長時間の運転に伴ない、上記ロ
ータや羽根を構成する材質が次第に劣化する。し
かしてこの材質劣化は必然的に機械的強度の低下
を招き、使用運転に耐え得なくなり、ときには大
事故を招いたりする。特にそのタービンが発電に
実用されている場合には電力の安定供給が不可能
となる。こうした事故防止や電力安定供給を目的
として、上記タービンロータやタービン羽根など
については定期な検査を行ない、変形度合や欠陥
の有無から劣化度の判定を行なつているが、劣化
程度を的確に把握し難いという問題がある。かく
して、上記蒸気タービン部材について、極力少な
い破壊損傷で且つ的確な経年劣化度を検知乃至把
握しうる劣化度の測定法の開発が望まれる由縁で
ある。
さて、蒸気タービンロータ材として用い得る
Cr―Mo―Ｖ系耐熱鋼は調質熱処理により金属基
地（マトリツクス）中にM3C、M7C3、M23C6
（Ｍは耐熱鋼を構成する金属元素である）、
Mo2C、V4C3炭化物（バナジウム炭化物）を析出
させ強度等を高め、材質は良好なものとなつてい
る。またこの種々の炭化物のうち、特にバナジウ
ム炭化物が金属基地中に微細且つ均一に析出分布
すると強度、クリープ破断強さ等の機械的特性は
さらに向上し、一般に材質は良好な状態となる。
しかし、上記耐熱鋼は高温、応力下で使用される
と使用時間（経年乃至経時）に伴ない前記バナジ
ウム炭化物V4C3の凝集粗大化が起き、この粗大
化程度がCr―Mo―Ｖ系耐熱鋼の劣化度と関連す
ることが考えられる。しかしながら、Cr―Mo―
Ｖ系耐熱鋼においては前記バナジウム炭化物が非
常に微細なためその正確な定量化は非常に困難視
されていたため上記Cr―Mo―Ｖ系耐熱鋼の劣化
度とバナジウム炭化物（V4C3）の分散状況との関
連は全く着目されていなかつた。換言すれば、定
性的にV4C3の析出形態（粒間距離、粒径、析出
数など）の変化を知るのみで、材料の劣化度を推
定するには不十分なため劣化度測定には適用し得
ないのが実情である。
Cr―Mo―Ｖ系耐熱鋼は調質熱処理により金属基
地（マトリツクス）中にM3C、M7C3、M23C6
（Ｍは耐熱鋼を構成する金属元素である）、
Mo2C、V4C3炭化物（バナジウム炭化物）を析出
させ強度等を高め、材質は良好なものとなつてい
る。またこの種々の炭化物のうち、特にバナジウ
ム炭化物が金属基地中に微細且つ均一に析出分布
すると強度、クリープ破断強さ等の機械的特性は
さらに向上し、一般に材質は良好な状態となる。
しかし、上記耐熱鋼は高温、応力下で使用される
と使用時間（経年乃至経時）に伴ない前記バナジ
ウム炭化物V4C3の凝集粗大化が起き、この粗大
化程度がCr―Mo―Ｖ系耐熱鋼の劣化度と関連す
ることが考えられる。しかしながら、Cr―Mo―
Ｖ系耐熱鋼においては前記バナジウム炭化物が非
常に微細なためその正確な定量化は非常に困難視
されていたため上記Cr―Mo―Ｖ系耐熱鋼の劣化
度とバナジウム炭化物（V4C3）の分散状況との関
連は全く着目されていなかつた。換言すれば、定
性的にV4C3の析出形態（粒間距離、粒径、析出
数など）の変化を知るのみで、材料の劣化度を推
定するには不十分なため劣化度測定には適用し得
ないのが実情である。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
Cr―Mo―Ｖ系耐熱鋼中に微細に析出しているバ
ナジウム炭化物（V4C3）を定量的にとらえ、その
炭化物の持つ経時変化挙動を検定して、上記耐熱
鋼の劣化度を測定する方法を提供しようとするも
のである。
Cr―Mo―Ｖ系耐熱鋼中に微細に析出しているバ
ナジウム炭化物（V4C3）を定量的にとらえ、その
炭化物の持つ経時変化挙動を検定して、上記耐熱
鋼の劣化度を測定する方法を提供しようとするも
のである。
本発明者らは、Cr―Mo―Ｖ系鋼中に析出して
いる種々の炭化物の中から経年劣化と特に関係の
深いと考えられるV4C3のみを、例えば電子顕微
鏡の操作技術の一つである暗視野法により、電子
顕微鏡画像上に抽出し、これをコンピユータを用
いる画像処理装置によつて調べたところ、V4C3
の粒間距離、粒径、粒子数が耐熱鋼の経年劣化度
と良い相関関係のあることを見出した。すなわ
ち、Cr―Mo―Ｖ系鋼を種々の温度、時間等の劣
化条件下に曝し、各条件でのその鋼材中のV4C3
の析出挙動を上記の方法を用いて調べたところ、
第１図ａ〜ｃのような経年度（耐熱鋼の経年度表
示として良く用いられるラーソンミラーパラメー
タＰ＝Ｔ（log ｔ＋20）×10-3で表している。式
中Ｔは温度〓を、またｔは時間hrをそれぞれ示
す。）との関係図を得た。
いる種々の炭化物の中から経年劣化と特に関係の
深いと考えられるV4C3のみを、例えば電子顕微
鏡の操作技術の一つである暗視野法により、電子
顕微鏡画像上に抽出し、これをコンピユータを用
いる画像処理装置によつて調べたところ、V4C3
の粒間距離、粒径、粒子数が耐熱鋼の経年劣化度
と良い相関関係のあることを見出した。すなわ
ち、Cr―Mo―Ｖ系鋼を種々の温度、時間等の劣
化条件下に曝し、各条件でのその鋼材中のV4C3
の析出挙動を上記の方法を用いて調べたところ、
第１図ａ〜ｃのような経年度（耐熱鋼の経年度表
示として良く用いられるラーソンミラーパラメー
タＰ＝Ｔ（log ｔ＋20）×10-3で表している。式
中Ｔは温度〓を、またｔは時間hrをそれぞれ示
す。）との関係図を得た。
図において特に本発明者らが見い出した重要な
点は、材料の劣化度が工業的に見て問題となる長
年経時点（図において横軸の右側すなわちパラメ
ータＰの大なる点）において変化率が大きいこと
である。このことは、わずかな時間的な差であつ
ても現象としてとらえることのできる析出因子は
大きな変動となつて表れることを意味し、裏を返
せば、析出因子の定量化により精度の良い劣化度
を算出し得るということである。
点は、材料の劣化度が工業的に見て問題となる長
年経時点（図において横軸の右側すなわちパラメ
ータＰの大なる点）において変化率が大きいこと
である。このことは、わずかな時間的な差であつ
ても現象としてとらえることのできる析出因子は
大きな変動となつて表れることを意味し、裏を返
せば、析出因子の定量化により精度の良い劣化度
を算出し得るということである。
かくして、第１図を用いることにより材料の劣
化度を算出することができるが、残余寿命を推定
するためには次の方法によつて得られる。先ず上
述の通りCr―Mo―Ｖ系鋼を種々の条件下での劣
化試験を破断まで行ない第２図のように整理す
る。すなわち、横軸に破断までの時間、縦軸に条
件の一つである応力、パラメータとして温度をと
る。第１図ａ〜ｃにより析出因子の定量化により
劣化度の相当時間を算出し、第２図の曲線と対比
することにより破断時間までの差から残余寿命を
計算し得る。
化度を算出することができるが、残余寿命を推定
するためには次の方法によつて得られる。先ず上
述の通りCr―Mo―Ｖ系鋼を種々の条件下での劣
化試験を破断まで行ない第２図のように整理す
る。すなわち、横軸に破断までの時間、縦軸に条
件の一つである応力、パラメータとして温度をと
る。第１図ａ〜ｃにより析出因子の定量化により
劣化度の相当時間を算出し、第２図の曲線と対比
することにより破断時間までの差から残余寿命を
計算し得る。
次に実施例に従つて具体的に説明する。
実施例
運転履歴の不明な１％Cr―１％Mo―0.3％Ｖ鋼
から成るタービン部品を入手し、この部材中に微
細に析出しているV4C3を電子顕微鏡の暗視野法
で抽出し、画像処理装置で定量化したところ粒間
距離が2600Åであることが判明した。この組成の
鋼について予め調べてあるV4C3と粒間距離の関
係を示す第１図ａと対比して温度と時間の関数で
あるパラメータ19.7を求めた。この部品を今後
600℃17Kg／mm2の応力下で使用すると仮定する
と、現時点での使用相当時間は上記ラーソンミラ
ーパラメータＰ＝Ｔ（log ｔ＋20）×10-3の式か
ら368hrと計算され、また第２図の温度600℃の曲
線から、17Kg／mm2の破断時間は2000hrが求められ
る。従つて上記タービン部品の残余寿命は2000−
368＝1632hrと計算された。実際にこの部品を600
℃、応力17Kg／mm2の条件下で試験を行なつたとこ
ろ1569hrで破断し計算値と良く一致していた。
から成るタービン部品を入手し、この部材中に微
細に析出しているV4C3を電子顕微鏡の暗視野法
で抽出し、画像処理装置で定量化したところ粒間
距離が2600Åであることが判明した。この組成の
鋼について予め調べてあるV4C3と粒間距離の関
係を示す第１図ａと対比して温度と時間の関数で
あるパラメータ19.7を求めた。この部品を今後
600℃17Kg／mm2の応力下で使用すると仮定する
と、現時点での使用相当時間は上記ラーソンミラ
ーパラメータＰ＝Ｔ（log ｔ＋20）×10-3の式か
ら368hrと計算され、また第２図の温度600℃の曲
線から、17Kg／mm2の破断時間は2000hrが求められ
る。従つて上記タービン部品の残余寿命は2000−
368＝1632hrと計算された。実際にこの部品を600
℃、応力17Kg／mm2の条件下で試験を行なつたとこ
ろ1569hrで破断し計算値と良く一致していた。
尚上記では粒間距離から余寿命を測定した例を
示したが粒径や析出数を析出因子とし第１図ｂや
ｃを用いたパラメータの判定の場合も粒子間距離
と同様であつた。
示したが粒径や析出数を析出因子とし第１図ｂや
ｃを用いたパラメータの判定の場合も粒子間距離
と同様であつた。
第１図ａ〜ｃは種々の条件下でCr―Mo―Ｖ系
耐熱鋼についてクリープ試験したときのパラメー
タＰとV4C3の析出因子の変化量との関係曲線
図、第２図は500、550、600℃温度で応力を変え
てCr―Mo―Ｖ系耐熱鋼についてクリープ試験を
行なつた場合の破断時間曲線を示すものである。
耐熱鋼についてクリープ試験したときのパラメー
タＰとV4C3の析出因子の変化量との関係曲線
図、第２図は500、550、600℃温度で応力を変え
てCr―Mo―Ｖ系耐熱鋼についてクリープ試験を
行なつた場合の破断時間曲線を示すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高温下で使用されたCr―Mo―Ｖ系耐熱鋼に
ついて、金属基地（マトリツクス）中に微細析出
したバナジウム炭化物の粒間距離、粒径及び析出
数の少なくとも一種の析出因子を求める工程と； 標準試料により予め求めたラーソンミラーパラ
メータ（Ｐ＝Ｔ（logt＋20）×10-3、Ｔ＝温度
（ｋ）、ｔ＝時間（hr））と析出因子との相対関係
に、前記工程で得た析出因子を対応させることに
より劣化の度合を求める工程とを具備したことを
特徴とするCr―Mo―Ｖ系耐熱鋼の劣化度測定方
法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、電子顕微鏡
による暗視野法によつてバナジウム炭化物を選別
し析出因子を求めることを特徴とするCr―Mo―
Ｖ系耐熱鋼の劣化度測定法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11030379A JPS5635059A (en) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | Measuring method of cr-mo-v system heat resistant steel |
| US06/115,884 US4287417A (en) | 1979-01-31 | 1980-01-28 | Method of determining the deterioration of heat-resistant ferritic steel parts |
| GB8002978A GB2045430B (en) | 1979-01-31 | 1980-01-29 | Determining the deterioration in service of heat-resistant ferritic steel parts |
| DE3003336A DE3003336C2 (de) | 1979-01-31 | 1980-01-30 | Verfahren zur Alterungsbestimmung von Stahlteilen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11030379A JPS5635059A (en) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | Measuring method of cr-mo-v system heat resistant steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5635059A JPS5635059A (en) | 1981-04-07 |
| JPS6259263B2 true JPS6259263B2 (ja) | 1987-12-10 |
Family
ID=14532272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11030379A Granted JPS5635059A (en) | 1979-01-31 | 1979-08-31 | Measuring method of cr-mo-v system heat resistant steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5635059A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5958363A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-04 | Kanagawaken | 電圧値判別変換回路 |
| JPS6229239A (ja) * | 1985-07-30 | 1987-02-07 | Toshiba Corp | サイクリツク情報伝送装置におけるフレ−ム同期方式 |
| JP6177125B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2017-08-09 | 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 |
| JP6739986B2 (ja) * | 2016-04-26 | 2020-08-12 | 株式会社東芝 | 寿命評価装置および寿命評価方法 |
-
1979
- 1979-08-31 JP JP11030379A patent/JPS5635059A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5635059A (en) | 1981-04-07 |
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