微小試験片による高温機械構造用鋼の経年劣化評価

使用显微试件评价高温机械结构钢的时效劣化

• 批准号: 07750108
• 负责人: 山本 勇
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750108/
• 关键词: 微小試験片; 経年劣化; 蒸気タービンロータ; Ni-Cr-Mo-V鋼; 計装化シャルピー衝撃試験; 延性-脆性遷移温度; 上部棚温度域吸収エネルギー

本研究では,蒸気タービンロータとして15.8年使用されたNi-Cr-Mo-V鋼を供試材とした。蒸気タービンロータのメタル温度は部位によって異なる。メタル温度が60℃,268℃,441℃,538℃の部位より標準サイズ試験片及び1/10サイズ試験片を採取・加工し,計装化シャルピー衝撃試験を行い,延性-脆性遷移曲線を求め,延性-脆性遷移温度(DBTT)及び上部棚温度域吸収エネルギー(USE)により経年劣化度を評価した。ミクロ組織の観察は光学顕微鏡,SEMにより行った。炭化物の解析はEDAX装置付きのSTEMを用いて行った。得られた知見を以下にまとめる。1.1/10サイズ試験片により経年劣化の評価が可能であることがわかった。2.DBTTはメタル温度の増加とともに増加し,441℃で最大値となり,538℃では低下する。一方,USEはメタル温度の増加とともに減少し,441℃で最小値となり,538℃では増加する。これらの結果より,メタル温度441℃の試料で最大の脆化が生じていることが分かった。3.本供試材には,Fe&CrリッチなM_<23>C_6型,Fe&MoリッチなM_6C型,Mo&VリッチなM_2C型の3種類の炭化物が存在する。4.メタル温度の増加とともに結晶粒界に析出した炭化物は粗大化し,それがDBTTの増加とUSEの減少をもたらす。5.538℃の試料では,粗大化した結晶粒界炭化物の数が減少し,M_2C型の微細な炭化物の粒内への均一な析出が観察され,それがDBTTの低下とUSEの増加をもたらしたものと推定される。

In this study, Ni-Cr-Mo-V steel was used for 15.8 years. The temperature of the steam is different from that of the air. The temperature ranges from 60℃, 268 ℃, 441 ℃, 538 ℃ to standard test piece and 1/10 test piece. During the process of impact test, the ductility-brittle transition curve is calculated, and the ductility-brittle transition temperature (DBTT) and the upper temperature range absorption temperature (USE) are evaluated. Microscope,SEM, optical microscope, scanning electron microscope. Carbon analysis and STEM applications in EDAX devices I've got to know what's going on. 1.1/10 2. DBTT temperature increases and decreases to 441 ℃ and 538 ℃ respectively. On the one hand, the USE temperature decreases as the temperature increases, with a minimum value of 441 ℃ and an increase of 538 ℃. The maximum embrittlement of the sample occurred at 441℃. 3. In this test material, three types of charcoals,Fe&amp;Cr M_<23>C_6 type,Fe&amp;Mo M_6C type, and Mo&amp;V M_2C type, exist. 4. The increase of temperature and precipitation of carbonized matter in the crystal grain boundary cause the increase of DBTT and decrease of usage. 5. The sample at 538 ℃ was coarsened and the number of crystalline carbide decreased. The homogeneous precipitation of M_2C-type fine carbide was observed. Therefore, the decrease of DBTT and the increase of DBTT USE were estimated.