ステンレス鋼の高温強度支配因子、高温変形機構などに関する最近の話題と発展

摘要

ここではオーステナイト系鋼に限定してステンレス鋼の高温強化因子と高温変形機構について述べる。 オーステナイト系耐熱鋼はこれまで火力発電用ボイラーの過熱器管や再熱管としで使用され1960年代に多くの新鋼種が我国で開発された。 1980年代、りく力発電設備の高温、高圧化の目標が設定され、スチームタービン材としてのフェライト系耐熱鋼の開発、研究が活性化し、現在に至っている。 このためオーステナイト系鋼の開発は一時停滞した。 2000年代においてステームタービンの高温、高圧化のさらなる進行が想定され、フェライト鋼に比べより高温側で優位性を持つ（拡散係数が2桁小さい）オーステナイト系耐熱鋼の高強度化が復活しつつある。これらの研究では対象をボイラーチューブだけではなく、ステームタービンの構造材においている。 タービン構造材では、クリープひずみの量が限定され、小さなひずみまでのクリープ変形が重要となる。高応力のクリープにおいて、ひずみは短時間で数％に到達するため、具体的には低応力、長時間のクリープが想定されよう。 そのような条件でのクリープ解析にはクリープ曲線（クリープひずみ-時間曲線）ではなく、クリープ速度-ひずみ曲線をクリープ速度-時間曲線と併せて用いることが適切である。