JPS5960347A - 低合金耐熱鋼の劣化度評価法 - Google Patents
低合金耐熱鋼の劣化度評価法Info
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- JPS5960347A JPS5960347A JP57171738A JP17173882A JPS5960347A JP S5960347 A JPS5960347 A JP S5960347A JP 57171738 A JP57171738 A JP 57171738A JP 17173882 A JP17173882 A JP 17173882A JP S5960347 A JPS5960347 A JP S5960347A
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- Japan
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- deterioration
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- carbide
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/204—Structure thereof, e.g. crystal structure
- G01N33/2045—Defects
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は低合金耐熱鋼の劣化度評価法しく係り、特に高
温下で使用されMof含む低合金耐熱(Aのしん性につ
いての劣化度評価法に関する。
温下で使用されMof含む低合金耐熱(Aのしん性につ
いての劣化度評価法に関する。
一般に蒸気タービンのロータにけCr−Mo −V糸低
合金耐熱′、利が使用されており、蒸気タービンの運転
中においてはロータが高温の蒸気雰囲気中にあるため、
長時間の運転に工ってクリープKJ:る材質の劣化ケ招
き、ひいてはき裂が見生して破壊してしまう。このよう
なロータの破壊が蒸気タービンの運転中に発生すると、
ル常に危険であり、重大事故につながろおそれがある。
合金耐熱′、利が使用されており、蒸気タービンの運転
中においてはロータが高温の蒸気雰囲気中にあるため、
長時間の運転に工ってクリープKJ:る材質の劣化ケ招
き、ひいてはき裂が見生して破壊してしまう。このよう
なロータの破壊が蒸気タービンの運転中に発生すると、
ル常に危険であり、重大事故につながろおそれがある。
そのため、ロータの劣化状態f?−適確に把握し、ある
劣化状態に達した場合Vrは、ロータ?父門してロータ
の破Jl!jヶ未然に防止する必要があろ−従来は、ロ
ー1gB材の劣化状I/9ヶ調べろために、定期検査に
よってロータの変形や欠陥ケチニックしていたが、劣化
状態ケ適確f把握することが困錐であった。
劣化状態に達した場合Vrは、ロータ?父門してロータ
の破Jl!jヶ未然に防止する必要があろ−従来は、ロ
ー1gB材の劣化状I/9ヶ調べろために、定期検査に
よってロータの変形や欠陥ケチニックしていたが、劣化
状態ケ適確f把握することが困錐であった。
そこで、上記問題VC鑑みて従来は、供試4i;Jにつ
いて実験室的な加速試験ケ行ない、劣化再現材?作成し
、この再現材を用いて部1オの劣化度ケ評価する方法が
用いられていたf、fなわぢ2温度が加速に基づくり1
1−ブ破断材、クリープ中断材および未使用材(調11
41′後まったく使用W供さない材料)?それぞれ作成
し、これらの供試料fついである特性値ケル(11定し
、その変化ケ記載【、て第1図f示−′fような特性値
とクリープ劣化度(ψC) との関1糸曲線ケ作DT、
する一 つぎ匠、実際に使用している蒸気タービンロータについ
て、同+!に特性111ケ測定し、上記間際曲線から該
特性値に対応するクリープ劣化度を決定し7ていた。
いて実験室的な加速試験ケ行ない、劣化再現材?作成し
、この再現材を用いて部1オの劣化度ケ評価する方法が
用いられていたf、fなわぢ2温度が加速に基づくり1
1−ブ破断材、クリープ中断材および未使用材(調11
41′後まったく使用W供さない材料)?それぞれ作成
し、これらの供試料fついである特性値ケル(11定し
、その変化ケ記載【、て第1図f示−′fような特性値
とクリープ劣化度(ψC) との関1糸曲線ケ作DT、
する一 つぎ匠、実際に使用している蒸気タービンロータについ
て、同+!に特性111ケ測定し、上記間際曲線から該
特性値に対応するクリープ劣化度を決定し7ていた。
このような方法fおいては、特性r1σが破壊試験での
み1))ろことができるようなものに適当ではないため
、非破壊試験あるいけわずかな破壊1員傷のみfよって
ft+らtl、るもので?χければならない。そのため
2この特性値として室温におtiろ硬さ値?主として採
用していた。
み1))ろことができるようなものに適当ではないため
、非破壊試験あるいけわずかな破壊1員傷のみfよって
ft+らtl、るもので?χければならない。そのため
2この特性値として室温におtiろ硬さ値?主として採
用していた。
しかし、このような硬さ値は高温強!]13″に対する
劣化度?直接反映した値ではないため、正(1蓋fロー
タの劣化度2評価することが困l・洟であった。
劣化度?直接反映した値ではないため、正(1蓋fロー
タの劣化度2評価することが困l・洟であった。
本5^明は上mlした点61’5みてなされたもので。
低合金耐、暢:・面の劣化IWケ高精度にかつI)i’
i [11K評価することができ、しかも非破壊試験の
みで評価することが可能な低合金耐熱用の劣化度評価法
ケ提供すること7目的とするものである。
i [11K評価することができ、しかも非破壊試験の
みで評価することが可能な低合金耐熱用の劣化度評価法
ケ提供すること7目的とするものである。
本発明?lkゴ、材’tq′の劣化に伴なって高温強度
のみならず2材替のじん性が低F−1−る現象があり、
室温における硬さ値エリもじんl<uの方が、材料の実
使用条件下での劣化度をより工〈表わす特r値であるこ
とf着目した。上記材料lハじん性の低下現象は、主と
して粒界炭化物の粗大化と、不純′吻のJSl界偏析t
/r、jる淋l界エネルギーの低下という2つの四回が
同時に関与して生じるものであり、この両因子ケ宇(J
°的に把握することπより材料のしん件の低下、fなわ
ち脆化の程By、−判断することができろ。さらげ1本
発明者の研究によれば、粒界偏析を生じさせろ不純物け
Pであり、凍之、Pの粒界偏析訃はM、o2c炭化物中
のM o :i、’と対応関係があることがわかったo
l、7=がって、じん性を支配する特性1+i¥とし−
C1粒界に生成fろM3C、lV、1230a等の炭化
物の粒径と、Motc炭化物中のMOtiと2採用すれ
ばよいことが見出された。
のみならず2材替のじん性が低F−1−る現象があり、
室温における硬さ値エリもじんl<uの方が、材料の実
使用条件下での劣化度をより工〈表わす特r値であるこ
とf着目した。上記材料lハじん性の低下現象は、主と
して粒界炭化物の粗大化と、不純′吻のJSl界偏析t
/r、jる淋l界エネルギーの低下という2つの四回が
同時に関与して生じるものであり、この両因子ケ宇(J
°的に把握することπより材料のしん件の低下、fなわ
ち脆化の程By、−判断することができろ。さらげ1本
発明者の研究によれば、粒界偏析を生じさせろ不純物け
Pであり、凍之、Pの粒界偏析訃はM、o2c炭化物中
のM o :i、’と対応関係があることがわかったo
l、7=がって、じん性を支配する特性1+i¥とし−
C1粒界に生成fろM3C、lV、1230a等の炭化
物の粒径と、Motc炭化物中のMOtiと2採用すれ
ばよいことが見出された。
本発明は上記知見f基づくもので、実使用材料の粒界炭
化物粒径とMO,C炭化物中のMO睦から延性−脆性遷
移温lf(以下F’ATTと略称する)のと昇度ケ求め
、この上昇度により材料の劣化度?判断するものである
。
化物粒径とMO,C炭化物中のMO睦から延性−脆性遷
移温lf(以下F’ATTと略称する)のと昇度ケ求め
、この上昇度により材料の劣化度?判断するものである
。
Ja下、 木枯明の実施例P/1 ’16 Cr−1%
Mo −0,’5%V系低合金耐熱鋼からなる蒸気タ
ービンのロータ材料に基づき、第2図乃至第4図ケ滲照
し7て説明するー 上記組成の供試材を複数用意し、そ71.ぞれfついて
%400°G、450°C,500°G+550℃卦よ
び600℃の各温度において最初の10000時聞け2
00…遭QJ毎に、それ以(表500001寺間までは
5000時間毎にそれぞね区切って加熱処理ケ行なった
。そして、容態、処理材πついて、シャルピー術撃試験
ケ行l交い、FA’rT&求め、これケじん性の指標と
した。また。
Mo −0,’5%V系低合金耐熱鋼からなる蒸気タ
ービンのロータ材料に基づき、第2図乃至第4図ケ滲照
し7て説明するー 上記組成の供試材を複数用意し、そ71.ぞれfついて
%400°G、450°C,500°G+550℃卦よ
び600℃の各温度において最初の10000時聞け2
00…遭QJ毎に、それ以(表500001寺間までは
5000時間毎にそれぞね区切って加熱処理ケ行なった
。そして、容態、処理材πついて、シャルピー術撃試験
ケ行l交い、FA’rT&求め、これケじん性の指標と
した。また。
同時に粒界炭化物の粒径、 Mo、C炭化物中のMO(
汁、Pの粒界偏析暗ケ求めた。これは、粒界炭化物の粒
径匠ついては、抽出レプリカ法fよる透間型%1t。
汁、Pの粒界偏析暗ケ求めた。これは、粒界炭化物の粒
径匠ついては、抽出レプリカ法fよる透間型%1t。
子顕微梯組織から画1象処理解析により測定し、fvl
otc炭化物中のMOO19いては、走査型1五子顕微
@aと分析装置とを連動させろことにより測定し、さら
に、Pの粒界偏析ffi匠ついては、オージェ電子分光
法によt)粒界面ケ分析するととW工り測定した。
otc炭化物中のMOO19いては、走査型1五子顕微
@aと分析装置とを連動させろことにより測定し、さら
に、Pの粒界偏析ffi匠ついては、オージェ電子分光
法によt)粒界面ケ分析するととW工り測定した。
そして、上記1(I!%処理材fつき6Fll’cで3
時間加熱保持した後、水冷却するという脱11牧化処理
ケ施し、t+p+M、シャルピー衝撃試験によりF’A
TTケ求めたー この場庁、加熱処l!1!を施さない供試材のFA1’
rから脱脆化処理後の供試材のFATTへの上昇分は、
粒界炭化物の凝集粗大化が原因であると考えられ、脱脆
化処理前後の供試材のFATTの差は、Pの粒界偏析f
よろ粒界エネルギーの低下が原因であると考えられ石。
時間加熱保持した後、水冷却するという脱11牧化処理
ケ施し、t+p+M、シャルピー衝撃試験によりF’A
TTケ求めたー この場庁、加熱処l!1!を施さない供試材のFA1’
rから脱脆化処理後の供試材のFATTへの上昇分は、
粒界炭化物の凝集粗大化が原因であると考えられ、脱脆
化処理前後の供試材のFATTの差は、Pの粒界偏析f
よろ粒界エネルギーの低下が原因であると考えられ石。
そして、上記fri其試材に工りイ(トられたPの状7
界喘析量・とMo、C炭化物中のM o IMとの+4
1係ケ示したものが第2図で、ハリ、マトリックス中の
Mo(Bが減少し、Moi炭化物中のPi4o駄が噌m
−fろと、I)の粒界偏析瞭比U旧丁直腺的に憎加し7
C5両者なゴ対応関係にあることがわかる。
界喘析量・とMo、C炭化物中のM o IMとの+4
1係ケ示したものが第2図で、ハリ、マトリックス中の
Mo(Bが減少し、Moi炭化物中のPi4o駄が噌m
−fろと、I)の粒界偏析瞭比U旧丁直腺的に憎加し7
C5両者なゴ対応関係にあることがわかる。
そして、以上述べた粒界炭化物粒径、MgC炭化物中の
M oIdおよび粒界炭化物粒径とPの粒5′1′−偏
イバ喰によるFATTの上昇分との関係をそれぞJ1図
示すると第3図および第4図のようfなる。これらの図
は、蒸気温IWのより高い部位でQ、[粒界炭化物粒径
の増加によろFATTの上昇が優先し、蒸気+?!度が
400℃〜500℃すなわちPの偏析が生じる温度範囲
の部位でけPの粒界偏析時すなわちMO2C炭化物中の
MO剣の増加によるFATTの上昇が慢う臂4−ること
?示している。
M oIdおよび粒界炭化物粒径とPの粒5′1′−偏
イバ喰によるFATTの上昇分との関係をそれぞJ1図
示すると第3図および第4図のようfなる。これらの図
は、蒸気温IWのより高い部位でQ、[粒界炭化物粒径
の増加によろFATTの上昇が優先し、蒸気+?!度が
400℃〜500℃すなわちPの偏析が生じる温度範囲
の部位でけPの粒界偏析時すなわちMO2C炭化物中の
MO剣の増加によるFATTの上昇が慢う臂4−ること
?示している。
次げ、′−¥イ史用日用ロータいて11¥匠条件の1彼
しい中心孔・′仙酊から設計f支I章のない:1.t1
1rltp、切削し゛にの切削試料について、上述のよ
うに粒界炭化物粒径およびMO2C炭化物中のMo鼠&
測宗する。そして、f膏3図および第4図からそれぞれ
の要因に茫づ(FATTの上昇分ケ求め、両方のFAT
Tの上昇分を加えたものが実際のロータ材料のFATT
の上昇分となる。
しい中心孔・′仙酊から設計f支I章のない:1.t1
1rltp、切削し゛にの切削試料について、上述のよ
うに粒界炭化物粒径およびMO2C炭化物中のMo鼠&
測宗する。そして、f膏3図および第4図からそれぞれ
の要因に茫づ(FATTの上昇分ケ求め、両方のFAT
Tの上昇分を加えたものが実際のロータ材料のFATT
の上昇分となる。
したがって、ロータ材料のFATT上昇の上限ケ設計時
に定めておくことにより、上記した。r、うに求めたF
AT’rの上昇分が設計の基準!litに達するまで安
全げ使用1″ン)ことができ、この基準値?越えた場合
fdロータが脆性破4夕起こf危険性が生じろため交1
fへが必す、vであるというよう匠ロータの劣化度ン評
価することができる。
に定めておくことにより、上記した。r、うに求めたF
AT’rの上昇分が設計の基準!litに達するまで安
全げ使用1″ン)ことができ、この基準値?越えた場合
fdロータが脆性破4夕起こf危険性が生じろため交1
fへが必す、vであるというよう匠ロータの劣化度ン評
価することができる。
なお、本実施例においては1チCr−1%MO−〇、2
.51V鋼に基1)<方法について設置明したが1本発
明の方法は、上記組成のもの匠限られろものではなく1
MOケ含有しかつFe以外の合金成分が3.5wtチ以
下でA n、粒界炭化物粒径とPの粒界偏析量fなわち
こ11と対応間係にあるMozC炭化物中のMo量がじ
ん性ケ支配しており、しかも、高温下でクリープ劣化ケ
受ける低合金耐熱鋼一般について適用することができろ
C 〔発明の効宋〕 以上述べたようπ本発明け、実使用材料の粒界炭化物粒
径とMo*C炭化物中の1′1tt o tからF A
TTの上昇lfケ求め、このFATTの一ヒ・外度によ
りiオ料の劣化度を判断f7−1ものであり= 1j4
7に材料のしん性に基づいて判断するようKしたので2
容易fかつ正確に劣化度?判断することができ、とのF
ATT上昇1介による劣化度に基づいて、実使用材料の
許容範囲ケ容易匠評価することができろという効果を有
する。したがって、実使用材料の安全な使用が可能とな
るという効果ケ有する。
.51V鋼に基1)<方法について設置明したが1本発
明の方法は、上記組成のもの匠限られろものではなく1
MOケ含有しかつFe以外の合金成分が3.5wtチ以
下でA n、粒界炭化物粒径とPの粒界偏析量fなわち
こ11と対応間係にあるMozC炭化物中のMo量がじ
ん性ケ支配しており、しかも、高温下でクリープ劣化ケ
受ける低合金耐熱鋼一般について適用することができろ
C 〔発明の効宋〕 以上述べたようπ本発明け、実使用材料の粒界炭化物粒
径とMo*C炭化物中の1′1tt o tからF A
TTの上昇lfケ求め、このFATTの一ヒ・外度によ
りiオ料の劣化度を判断f7−1ものであり= 1j4
7に材料のしん性に基づいて判断するようKしたので2
容易fかつ正確に劣化度?判断することができ、とのF
ATT上昇1介による劣化度に基づいて、実使用材料の
許容範囲ケ容易匠評価することができろという効果を有
する。したがって、実使用材料の安全な使用が可能とな
るという効果ケ有する。
第1図は従来の劣化再現材?用いる劣fillj度評価
法に用いろ基準特性ケ示す線図、第2図1#jMo2C
炭化物中のMr)jHlと不純物Pの粒界偏析1′+1
との関係?示す・線図、第3図は粒界炭化物粒径とこれ
が敦因となって生じるFATTの上昇IWとの関係ケ示
す線図、第4図はMotC炭化物中のM、 +−,(と
これが要因となって生じるFATTの上昇度との関係?
示す線図である。 出願入代1人 猪 股 清クリ−ツブ劣
イヒ摩 φC− MOZC$4e#勿中g)Mo量 (%)83図 牢立界刀乏イとノ物寧立4’L (pm)MO2C炭
4こ物中9MO量 c%)
法に用いろ基準特性ケ示す線図、第2図1#jMo2C
炭化物中のMr)jHlと不純物Pの粒界偏析1′+1
との関係?示す・線図、第3図は粒界炭化物粒径とこれ
が敦因となって生じるFATTの上昇IWとの関係ケ示
す線図、第4図はMotC炭化物中のM、 +−,(と
これが要因となって生じるFATTの上昇度との関係?
示す線図である。 出願入代1人 猪 股 清クリ−ツブ劣
イヒ摩 φC− MOZC$4e#勿中g)Mo量 (%)83図 牢立界刀乏イとノ物寧立4’L (pm)MO2C炭
4こ物中9MO量 c%)
Claims (1)
- 実使用材料の粒界炭化物粒径とMot C炭化物中のM
O+thから延性−脆性遷移温度の上昇度を求め、この
上昇[Kより劣化度?判断することケ特徴とする低合金
耐熱鋼の劣化度評価法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171738A JPS5960347A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 低合金耐熱鋼の劣化度評価法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171738A JPS5960347A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 低合金耐熱鋼の劣化度評価法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960347A true JPS5960347A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15928762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57171738A Pending JPS5960347A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 低合金耐熱鋼の劣化度評価法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960347A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61108967A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高温耐圧部材の材質劣化度検知方法 |
| JPS62232566A (ja) * | 1986-04-02 | 1987-10-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐熱鋼の余寿命評価方法 |
| JPS62245155A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | フエライト系耐熱鋼の余寿命評価方法 |
| JPS62245960A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非破壊手法によるタ−ビン余寿命評価システム |
| JPS63235861A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-09-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐熱鋼の余寿命評価方法 |
| WO1995035499A1 (de) * | 1994-06-20 | 1995-12-28 | Dieter Pachur | Verfahren zur berechnung der übergangstemperaturkurve von bestrahltem niedriglegiertem reaktor-druckbehälterstahl |
| EP1298431A3 (en) * | 2001-09-28 | 2004-02-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High-precision method and apparatus for evaluating creep damage |
| CN109342213A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-02-15 | 武汉科技大学 | 一种高硅钢薄板韧脆转变温度的测量方法 |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57171738A patent/JPS5960347A/ja active Pending
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