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マイクロ・マグネティックキャラクタリゼーションによる高温劣化損傷機構の解明

通过微磁表征阐明高温降解损伤机制

基本信息

批准号：
26420037
负责人：
鈴木隆之
金额：
$ 3.24万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

高温機器の長期信頼性確保は重要な課題であり、その劣化損傷機構の解明が求められている。本研究では高温劣化損傷の磁気特性の変化をマイクロ・マグネティックキャラクタリゼーションにより測定し、その劣化損傷機構を解明することを目的とした。材料には高クロム鋼を用い、600℃大気中において高温引張試験、高温疲労試験を行った。磁気特性の評価には、交流式B-Hアナライザと単板磁気特性評価装置を組み合わせた微小領域B-H特性評価装置を用いた。本装置は薄板であれば試験片形状のままで直接B-H特性を評価することができる。高温疲労試験においては、劣化損傷が進捗する場合は、B-H特性は劣化損傷とともに変化し、振幅比透磁率、残留磁化が低下した。また、微小き裂の発生、進展により最大磁束密度も低下した。一方、劣化損傷が進捗しない場合は、B-H特性はほとんど変化せず、振幅比透磁率、残留磁化、最大磁束密度もほぼ一定であった。このように劣化損傷の程度、疲労き裂の発生、進展も微小領域のB-H特性と対応していることがわかった。また、磁気力顕微鏡を用いて、高温引張試験片、高温疲労試験片の磁区観察を行った。高温引張試験片では、破断面に近づくにつれ磁区の寸法は減少すること、特に破断面近傍では磁区の寸法が著しく減少することがわかった。高温疲労試験片では、劣化損傷、微小き裂が生じた場合に、そのき裂近傍を測定した。高温引張試験片の場合と比較して、その程度の差は少ないものの、き裂近傍では磁区寸法が減少している箇所もあることが確認された。以上のように、高温劣化損傷のB-H特性評価、磁区形状評価等のマイクロ・マグネティックキャラクタリゼーションを行うことにより、今後さらにデータを蓄積していく必要はあるものの、その劣化損傷機構を解明することが可能であることがわかった。

The long-term reliability of high temperature machines is an important issue. The purpose of this study is to determine the magnetic properties of high temperature degradation damage and to understand the mechanism of degradation damage. Material: High temperature steel, 600℃ high temperature tensile test, high temperature fatigue test Evaluation of magnetic properties, AC type B-H characteristics, magnetic properties evaluation devices for small areas, B-H characteristics evaluation devices This device is suitable for evaluating the B-H characteristics of thin plates. High temperature fatigue test, deterioration damage, deterioration of B-H characteristics, amplitude ratio permeability, residual magnetization The maximum magnetic beam density is low due to the development and progress of microcracks. On one hand, degradation damage is progressive, B-H characteristics are variable, amplitude ratio permeability, residual magnetization and maximum beam density are constant. The degree of deterioration, the occurrence of fatigue and the progress of B-H characteristics in micro-fields Magnetic field observation of high temperature tensile test piece and high temperature fatigue test piece High temperature tensile test piece, fracture surface near the magnetic field size reduction, special fracture surface near the magnetic field size reduction High temperature fatigue test piece, deterioration damage, micro-cracks, cracks near the situation to determine High temperature tension test piece in the case of comparison, the degree of difference between the two sides of the magnetic field method to reduce the size of the two sides of the two sides of the confirmation The B-H characteristic evaluation of high temperature degradation damage, the evaluation of magnetic field shape, etc. are discussed in detail. The future degradation damage accumulation is necessary to solve the problem.