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J-GLOBAL ID：201502232873253522   整理番号：15A0350889

高温機器の長期疲労、クリープおよびクリープ疲労寿命予測の現状と課題

Prospect of Life Prediction in Long-Term Fatigue, Creep and Creep-Fatigue for Components Operated at Elevated Temperatures

著者 (1件)： 野中勇 (東北大学大学院工学研究科)
資料名： 材料  (Journal of the Society of Materials Science, Japan)
巻： 64  号： 2  ページ： 65-73 (J-STAGE)  発行年： 2015年 
JST資料番号： F0385A  ISSN： 0514-5163  CODEN： ZARYA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 火力発電用ボイラやタービンなどのエネルギー関連機器に代表される高温機器は,数十年の長期に渡って運転されるため,部材の負荷に対する長期耐久性(長期寿命)をより正確に予測することが重要である。高温疲労については,繰返し数依存型の破壊であるため,負荷周波数を加速することにより,超高サイクル疲労などの長期寿命を短期間で評価できるが,材料によっては周波数の加速に制限があり,短時間試験での評価が難しいため,本稿では,この問題を解説した。また,クリープ疲労について,高温原子炉の設計基準におけるクリープ疲労評価の考え方を例として解説した。1)長期の運転に伴って実働負荷の繰返し数が超高サイクル域に達する場合,負荷周波数の加速により試験時間の短縮が可能であるが,材料に依って加速可能な周波数の上限が存在し,それ以上の周波数では疲労強度が負荷周波数に依存することに注意を要する。2)負荷周波数を最大限加速しても長期試験が必要な超高サイクル疲労においては,破壊機構に基づいた外挿法が必要だと思われる。3)長期クリープ強度予測には,温度および応力を加速した試験データを時間・温度パラメータ法で長時間側に外挿することが一般的に行われてきた,などと現状と課題について解説した。

シソーラス用語： クリープ ,  *クリープ疲れ ,  *火力発電 ,  ボイラ ,  タービン ,  *高温疲れ ,  周波数 ,  原子炉 ,  設計基準 ,  外挿法
準シソーラス用語： 依存型 ,  *長期耐久性 ,  破壊機構 ,  *疲労寿命予測 ,  負荷周波数

分類 (1件)： 金属材料  (HC06020Z)

引用文献 (24件)：

• 1) T. Makino, M. Yamamoto and K. Yomoda, “The evaluation of fatigue property under variable loading on axle assemblies for Shinkansen, Vol.50, No3, pp. 9-15 (1998).
• 2) Flow-induced Vibration Design Guide for Thermometer Wells -Background Document-, JNC TN9400 2000-088, September, 2000.
• 3) K. Kanazawa and S. Nishijima, “Fatigue fracture of low alloy steel at ultra-high-cycle region under elevated temperature condition”, Journal of the Society of Materials Science, Japan, Vol.46, pp.1396-1401 (1997).
• 4) H. Kobayashi, A. Todoroki, T. Oomura, T. Sano and T. Takehana, “Elevated temperature ultra-high-cycle fatigue properties and fracture mechanism of modified Cr-Mo steels”, Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, A, Vol.70, pp.1087-1092 (2004).
• 5) I. Nonaka, S. Setowaki and Y. Ichikawa, “Effect of load frequency on high cycle fatigue strength of bullet train axle steel”, International Journal of Fatigue, Vol.60, pp.43-47 (2014).

タイトルに関連する用語 (6件)： 長期 ,  疲労 ,  クリープ ,  クリープ疲労 ,  寿命予測 ,  現状