Mod.9cr-1Mo鋼(NT)設計疲労線図(1991年度暫定値)の策定

Determination of 1991 interim standard values of design fatigue curve for Mod.9Cr-1Mo (NT) steel

小峰 陲司; 川崎 弘嗣; 青砥 紀身 ; 吉田 英一; 一宮 正和; 和田 雄作

not registered; Kawasaki, Hirotsugu; Aoto, Kazumi; Yoshida, Eiichi; Ichimiya, Masakazu; not registered

Mod.9Cr-1Mo鋼(NT)の許容ひずみ範囲は、平成元年度に材料強度基準等の高度化の中で、2・1/4Cr-1Mo鋼(NT)の値を代用して暫定値として与えてきた。これは、最適疲労破損式を定式化するためのMod.9Cr-1Mo鋼に対する疲労試験データが少なかったことと、2・1/4Cr-1Mo鋼(NT)の値を用いれば保守的に評価できるとの考え方からである。そこでMod.9Cr-1Mo鋼(NT)について、クリープ疲労評価法の高度化の一環として、低サイクル疲労試験ならびに低ひずみ速度疲労試験や高サイクル疲労試験を実施し、本鋼における最適疲労破損式の策定と許容ひずみ範囲lの暫定値を新たに提案した。(1)最適疲労破損式の策定は、温度依存性やひずみ速度依存性を考慮するため、Mod.9Cr-1Mo鋼と類似鋼種である2・1/4Cr-1Mo鋼の疲労特性が有効であると判断し、同鋼の最適疲労破損式をベースに、汎用回帰解析により当てはめ性や温度・速度依存性の記述性等の検討を行った。その結果、高サイクル側に到るまでMod.9Cr-1Mo鋼の疲労特性を適切に評価する最適疲労破損式が得られた。(2)Mod.9Cr-1Mo鋼に対する許容ひずみ範囲A,B,C線図(暫定値)を、新しい最適疲労破損式によって提案した。(3)今回提案する375のMod.9Cr-1Mo鋼の許容ひずみ範囲に対し、従来暫定的に用いられてきた低合金鋼に対する通商産業省告示の設計基準線は非常に控え目で、Mod.9Cr-1Mo鋼の疲労特性はこの基準線を大きく上回っていることがわかった。また、Mod.9Cr-1Mo鋼の設計疲労線図を告示で新たに規定する場合には、現在の低合金鋼に対する許容値よりもかなり高い値(10の6乗サイクルひずみ範囲にして約2倍)に改定できるものと考える。

The allowable strain range of Mod.9Cr-1Mo (NT) steel has been substituted by that for 2-1/4Cr-1Mo (NT) steel in last version of material strength standard in 1989. Because of the a small amount of fatigue test data on Mod.9Cr-1Mo (NT) steel, it is difficult to determine the best fit curve and allowable strain range of Mod.9Cr-1Mo (NT) steel can be evaluated conservatively by the values of 2-1/4Cr-1Mo (NT) steel. Low-cycle fatigue tests by various strain rates and the high-cycle fatigue tests were carried out to determine the new best fit fatigue life equation of this material. In this report, the fatigue life equation of Mod.9Cr-1Mo (NT) steel is and the interim new version of allowable strain range is proposed. The obtained results are as follows, (1)In the best fit fatigue life equation of Mod.9Cr-1Mo (NT) steel the effects by both of the temperature and low strain rate should be considerd. As the analytical methods to consider these dependency in the fatigue life equation, the correlation to the fatigue properties of 2-1/4Cr-1Mo (NT) steel is examined. Some data fitting methods based on the fatigue equation for 2-1/4Cr-1Mo (NT) steel are tried and compared. One of these methods could give a good prediction for the fatigue properties of the Mod.9Cr-1Mo (NT) steel up to high cycle range. (2)The interim standard of allowable strain ranges A , B and C (for strain rate of 10, 10 and 10 s ) for Mod.9Cr-1Mo (NT) steel could be proposed by the new best fit fatigue life equation. (3)The proposed allowable strain range at 375C was compared to the present design fatiuge curve of low alloy steel of MITI Notice No501, and it was clarified that the fatigue strength of Mod.9Cr-1Mo steel was too higher. The design fatigue curve for Mod.9Cr-1Mo (NT) steel will be revised to higher design value (twice for starin range at l0 cycles) than the present design fatigue curve of low alloy steel.