報告書番号

Q07024

タイトル（和文）

改良9Cr-1Mo鋼のクリープき裂伝播特性 ―第一報：タイプIVき裂の伝播特性に関する基礎的検討―

タイトル（英文）

Creep Crack Propagation for Modified 9Cr-1Mo Steel -Part I: Preliminary Study on Type IV Crack Propagation-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

熱効率の向上を目指した近年の超々臨界圧プラントにおいては，クリープ強度特性に優れた改良型の高クロム鋼が使用されている．高温下で長時間運転されるこれらの機器等においては，クリープによる損傷の進行とそれに引き続くクリープき裂の発生，進展が劣化の主たる要因と想定される．とくに高クロム鋼については，温度が高くかつ作用荷重が低いときに溶接継手部に隣接する熱影響部細粒域においてタイプIVき裂と称されるき裂が発生，進展することが知られている．本研究では，代表的な高クロム鋼である改良9Cr-1Mo鋼の母材および溶接継手を対象としたクリープき裂進展試験を実施し，最長で5,000時間を超えるクリープき裂進展データを取得した．クリープJ積分C*を支配パラメータとしてクリープき裂進展特性を整理することで，試験温度，負荷条件によらず母材，溶接継手それぞれ一本のクリープき裂進展曲線が得られた．また，クリープき裂進展に伴い形成される破面の凹凸，および破面直下のクリープボイドの分布を観察し，これらがクリープき裂進展速度と定性的に相関があることを見出した．

概要 （英文）

High Cr steels with satisfactory creep strength are continually used for the components of the recent USC plants which aiming the increase of thermal efficiency. For these components continuously operated at elevated temperature, creep damage and consequent crack initiation and growth are considered to be main degrading factors. It is well known that so-called type IV crack could initiate and propagate at fine-grain HAZ adjacent to welded joints of high Cr Steels. In this study, creep crack propagation tests were conducted using both base metal and welded joint for Modified 9Cr-1Mo steel typical of high Cr steels, and creep crack propagation data including test duration over 5,000 hours were acquired. Creep crack propagation rate was captured by single parameter, C*, and the relations of those for welded joint as well as base metal were invariant in spite of different temperature or different applied stress intensity factor. The degree of concavity/convexity on fracture surface formed with creep crack propagation and the distribution of creep voids underneath the fracture surface were observed. These aspects could be qualitative indices of creep crack propagation rate.

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