SUS304の高温多軸疲労挙動の検討 第2報 非比例負荷下におけるクリープ疲労強度の検討

Evaluation of high temperature multiaxial fatigue behavior of 304 steel (2nd Reprot.)

浅山 泰*

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著者らは前報において、高温構造材料の多軸負荷下における疲労およびクリープ疲労挙動の把握と解明の第一段階として、550においてSUS304の軸力-ねじり重畳負荷による高温多軸疲労試験をおこない、(1)非比例負荷下では比例負荷に比較して疲労寿命が1/21/3程度に低下すること、(2)この寿命低下はひずみ経路を考慮したMises型の相当ひずみ範囲によりほぼ合理的に評価できることを明らかにした。本報ではこの第二段階として、比例および非比例負荷下でクリープ疲労試験を行い、次の知見を得た。(1)非比例クリープ疲労下でも比例クリープ疲労に比較してさらに1/21/5程度に寿命の低下が生じる。(2)非比例クリープ疲労においても応力緩は軸力0,せん断応力0の原点に向かって比例的に生じる。(3)非比例クリープ疲労寿命は、相当ひずみ範囲としてひずみ経路を考慮したMises型相当ひずみを用い、ひずみ保持中の応力緩和をMises型の相当応力で評価し、これらに基づき単軸疲労特性,単軸クリープひずみ特性及び単軸クリープ破断特性から疲労損傷,クリープ損傷を求め、これらを線型損傷則に用いることにより工学的にほぼ合理的な評価を行える。

The authors have conducted a series of axial and torsional biaxial fatigue/creep-fatigue tests with :304 stainless steel at 550 C and obtained the following conclusions, (1)A fatigue life under nonproportional loading reduces to 1/2-1/3 of that under proportional loading. (2)The life reduction under nonproportional loading can be accouted for by path-dependent Mises type equivalent strain range. In this report, the results of creep-fatigue tests under proportional and nonproportional loading are examined. The following results were obtained. (1)A creep-fatigue life under nonproportional loading reduces to 1/2-1/5 of that under proportional loading. (2)Stress relaxation occurs towards origin proportionally (to the point where axial and torsional loads are zero) even under nonproportional creep-fatigue loading. (3)A creep-fatigue life under nonproportional loading can resonably be evaluated based on the fatigue properties and the creep properties obtained under uniaxial loading conditions, using the path dependent Mises type equivalent strain range and Mises equivalent stress.