報告書番号

Q04010

タイトル（和文）

Ni基一方向凝固超合金の高温強度評価法の開発 -第４報：弾塑性クリープ変形に対する統一型構成式-

タイトル（英文）

Development of high temperature strength evaluation method for nickel-based directionally solidified superalloy -4th report: A unified constitutive equations for elasto-plastic-creep deformation-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では、1300℃級GT動翼材料であるNi基一方向凝固（DS）超合金の弾塑性クリープ変形を実験により明らかにすると共に、その変形挙動を合理的に記述できる構成式の開発について検討した。870℃において単調引張応力緩和試験およびクリープ試験を行ったところ、弾性変形およびクリープ変形において顕著な異方性が観察された。また、クリープ条件下において、低ひずみ領域から加速クリープ挙動が観察された。Self-consistentモデルを用いて弾性特性を予測し実験データと比較した結果、本モデルによる値は弾性異方性の平均特性と良好な精度で一致することが確認された。さらに、異方性統一型理論に基づき、クリープ異方性および加速クリープを考慮した構成式を開発した。計算結果を実験データと比較したところ、本構成式はDS超合金の単調引張曲線やクリープ曲線を妥当な精度で評価できることが確認された。

概要 （英文）

Monotonic tensile, stress relaxation and creep tests were conducted on Ni based directionally solidified (DS) superalloy, which is used for gas turbine blades of 1300 degree centigrade class. The material clearly exhibited anisotropy under elastic and creep conditions, and also showed tertiary creep region even under the strain being equal to no more than one percent. A self-consistent (SC) model was applied to the DS superalloy to predict its macroscopic elastic property. Furthermore, an inelastic model was developed on the basis of anisotropic unified theory in order to express the creep anisotropy and tertiary creep deformation. Numerical simulations were carried out using the combined equations of the SC and the unified model to examine its capability for the elasto-plastic-creep deformation of the DS superalloy. It was demonstrated that the constitutive model could describe the anisotropic behavior adequately with a set of material parameters.

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