海水腐食環境下での工学的疲労亀裂発生寿命に関する研究

海水腐蚀环境下工程疲劳裂纹萌生寿命研究

• 批准号: 10750663
• 负责人: 山下 元道
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750663/
• 关键词: 腐食疲労強度; 腐食疲労亀裂発生寿命; 腐食疲労亀裂発生限界条件; 腐食疲労亀裂発生・進展モデル; 破壊力学; 表層超細粒SUF鋼板; 海水腐食環境; 固有亀裂モデル

メガフロート・船舶など,海水腐食環境下で長期間にわたり,繰り返し荷重が負荷される大型溶接鋼構造物の強度・信頼性確保に対して,腐食疲労強度は重要な因子である。しかしながら,腐食疲労寿命(腐食疲労強度)評価を行なう場合,腐食疲労亀裂発生寿命は,対象物や対象部位等により定義が異なるあいまいなものとなっている。したがって,腐食環境下での大型溶接鋼構造物の強度信頼性を確保する上で,より合理的は腐食疲労寿命(腐食疲労強度)評価を行なうために,普遍的な腐食疲労亀裂発生寿命を明確に定義し,工学的にも明確で合理的な腐食疲労寿命(腐食疲労強度)評価法を確立することは,重要課題である。平成10年度研究では,13Cr系ステンレス鋼(SUS410J1)を供試しての腐食疲労亀裂発生試験,および破壊力学を用いての腐食疲労亀裂発生寿命評価により,(1)新しい腐食疲労亀裂の発生・進展モデルの定義・提案.(2)微小な腐食ピットからの腐食疲労亀裂発生状況の実験的把握.(3)固有亀裂モデルを導入しての破壊力学的解析による,微小な腐食ピットからの腐食疲労亀裂発生限界条件・腐食疲労亀裂進展挙動の定量的な把握.を行なった。平成11年度研究では,鋼板両表層部の組織を超細粒化したSUF鋼板を供試しての腐食疲労試験,およびピット・亀裂の詳細な観察結果を基にした腐食疲労亀裂発生・進展挙動の把握を行ない,概略以下の知見を得た。1.同一応力・同一繰り返し数では,超細粒組織である表層部の,腐食ピットならびに腐食疲労亀裂の発生密度は,従来鋼板に近い組織の中央部に比べて,非常に小さい。2.超細粒組織である表層部では,腐食ピットならびに腐食疲労亀裂の寸法が,従来鋼板に近い組織の中央部に比べてかなり大きくなるまで,腐食疲労亀裂は本格的に進展し始めない。3.破壊力学を適用した腐食疲労亀裂発生評価結果から,超細粒組織である表層部では,応力拡大係数範囲(ΔK)が従来鋼板に近い組織の中央部に比べてかなり大きい値になるまで,腐食疲労亀裂は本格的に進展し始めない。すなわち,超細粒組織部では,従来鋼板に近い中央組織部に比べて,腐食疲労亀裂が発生しにくい。4.300〜400MPa程度の応力範囲では,超細粒組織部での腐食疲労亀裂発生寿命は,従来鋼板に近い中央組織部に比べて,30倍以上の長寿命である。

The strength and reliability of large-scale welded steel structures are important factors for ensuring the strength and reliability of corrosion fatigue in seawater corrosion environment for a long time. In the case of evaluation of decay fatigue life (decay fatigue intensity), decay fatigue life is defined differently for the object and the object position. In order to ensure the strength reliability of large welded steel structures under corrosive environment, it is an important task to establish a reasonable corrosion fatigue life (corrosion fatigue strength) evaluation method for common corrosion fatigue life and a reasonable corrosion fatigue life (corrosion fatigue strength) evaluation method for engineering. In the 10-year study of Heisei, 13Cr steel (SUS410J1) was tested for corrosion fatigue crack growth test, and the corrosion fatigue crack growth life evaluation in the application of fracture mechanics was carried out.(1) New definition and proposal of corrosion fatigue crack growth. (2)A complete control of the decay and fatigue conditions of tiny particles. (3)In the analysis of fracture mechanics, the limit conditions for the development of decay fatigue crack and the quantitative control of decay fatigue crack progress are discussed. The line is long. In the study of Heisei 11, the microstructure of the surface layer of the steel plate was ultra-fine grained, and the corrosion test of the steel plate was carried out. The results of the detailed observation of the corrosion test and the crack development were based on the following knowledge. 1. The same strength, the same number of return, ultra-fine grain tissue, surface part, decay, fatigue crack generation density, steel plate near the center of the tissue, very small. 2. Ultra-fine grain tissue in the surface part, corrosion, corrosion fatigue crack method, steel plate near the central part of the tissue than the large part, corrosion fatigue crack and the beginning of the development of the cell. 3. Fracture mechanics is applied to the corrosion fatigue crack development evaluation results, ultra-fine grain structure in the surface part of the large coefficient of strength (ΔK), near the center of the tissue in the steel plate than the large value, corrosion fatigue crack development in this case began. The ultra-fine grain tissue part of the steel plate is near the central tissue part of the steel plate, and the corrosion fatigue crack occurs. 4.300 ~ 400MPa degree of stress range, ultra-fine grain tissue part of corrosion fatigue crack life, steel plate near the middle of the tissue part than the heat, more than 30 times longer life.

项目成果

矢島 浩: "表層超細粒鋼板の海水中疲労強度とその評価(その3)"西部造船会会報. 第97号. 147-156 (1999)

Hiroshi Yajima：“海水疲劳强度和表面超细晶粒钢板的评价（第3部分）”西方造船师协会通报第97. 147-156（1999）。

矢島 浩: "表層超細粒鋼板の海水中疲労強度とその評価(その2)"西部造船会会報. 第98号. 249-256 (1999)

Hiroshi Yajima：“表面超细晶粒钢板的海水疲劳强度和评价（第2部分）”西方造船学会通报第98. 249-256（1999）。