報告書番号

Q15005

タイトル（和文）

Ni基合金Alloy 740HおよびAlloy 617の熱疲労寿命評価

タイトル（英文）

Evaluation of thermo-mechanical fatigue life of Ni-based Alloy 740H and Alloy 617

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、A-USC発電プラントの実機部材としての健全性を確保するため、2種類のNi基超合金Alloy 740HおよびAlloy 617の熱疲労変形および寿命特性を調査した。薄肉円筒試験片を用い、同位相および逆位相での熱疲労試験を実施した。併せて、平滑丸棒試験片を用い、熱疲労試験の上限および下眼温度である700℃および300℃での等温低サイクル疲労試験を実施した。その結果、低ひずみ範囲では、引張平均応力により逆位相の熱疲労寿命は同位相より短くなったが、高ひずみ範囲では逆に同位相の熱疲労寿命が短くなった。これは、同位相の熱疲労試験における粒界損傷が大きいことによる。一方、逆位相の熱疲労試験では明確な粒内破壊が観察された。最後に、上限温度下での低サイクル疲労寿命に基づいて、ひずみエネルギーによって熱疲労寿命を良好に評価できた。

概要 （英文）

Cyclic deformation and lifetime behaviors of two nickel-based superalloys, Alloy 740H and Alloy 617, were investigated under both thermal-mechanical fatigue (TMF) and isothermal fatigue (IF) conditions, for evaluating its performance as a component material of advanced ultra-supercritical (A-USC) power plants. TMF tests were conducted under different phase relations between temperature and mechanical strain, in-phase and out of phase, using hollow cylinder specimen. Strain controlled IF tests were performed using smooth bar specimen at 700 degree C and 300 degree C which are correspond to maximum and minimum temperatures in TMF tests. Out of phase loading results in smaller fatigue life than in-phase loading due to tensile mean stress at low strain range, but in-phase loading causes shorter fatigue life than out of phase at high strain range. Strain energy satisfactorily correlates the fatigue lives in TMF tests based on the fatigue life in IF test at maximum temperature.

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