報告書番号

T03007

タイトル（和文）

タービンロータ材のクリープボイド成長挙動の解明とボイド成長シミュレーションプログラムの開発

タイトル（英文）

Clarification of creep void growth behavior and development of void growth simulation program

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

火力高温機器の経年化が進む中で、補修コストの低減のためには、余寿命評価法の高精度化が必要不可欠である。本研究は、タービンロータ材を対象にクリープ疲労条件下のボイド成長挙動を明らかにするとともに、実機条件下のボイド成長挙動を定量的に推測する手法を開発するために実施した。走査電子顕微鏡内のクリープ疲労試験より、寿命の20％程度で擬球状ボイドが発生し、それらはき裂状ボイドに遷移して成長を続け、寿命の70％程度で微小き裂を形成することが明らかとなった。コンピュータ上に模擬組織を作成する粒界生成プログラムと、既に提案したボイド成長モデルを組み込んだボイド成長シミュレーションプログラムを開発した。クリープ疲労条件下のボイド成長シミュレーション結果は、実験で観察されたボイド成長過程を良好に表現できることを確認した。

概要 （英文）

To reduce maintenance cost of high temperature components in aged thermal power plants, it is necessary to improve accuracy of remaining life assessment methods. Purposes of this study are to clarify void growth behavior of a turbine rotor material under creep-fatigue loading condition and to develop a quantitative damage assessment method that can predict void growth process in the components under actual operating conditions. It was found that spherical voids have initiated at around 20% of life and those voids continued to grow by changing their shape to crack-like voids resulting in formulation of a micro crack at around 70% of life. A grainboudary creating program that can produce simulated microstructures of steels in a computer, and void growth simulation program that incorporate the previously proposed void growth model are developed. It was confirmed that void growth process under the creep-fatigue loading condition in the experiment could be well predicted quantitatively by the void growth simulation program.

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