硬球押し込みによる多軸残留応力場の応力腐食割れ試験法への適用性評価

Evaluation of applicability on multi-axis residual stress formed by hard sphere indentation for stress corrosion cracking test

井岡 郁夫  ; 木内 清*; 滝沢 真之*; 伊藤 剛士*

Ioka, Ikuo; Kiuchi, Kiyoshi*; Takizawa, Masayuki*; Ito, Takeshi*

工業プラント等の構造材や溶接継手での応力腐食割れの迅速定量的評価には、多軸応力場の再現が不可欠である。WC製硬球の押し込みにより多軸残留応力場を形成した試験片を用いて応力腐食割れ試験を実施し、その適用性を評価した。SUS304平板試験片にブリネル型硬球を押し込み、それにより生じる圧痕周りの残留応力、変位をX線回折法、変位計により測定した。有限要素法による数値解析を行い、解析結果と測定値を比較し、両者が比較的よく一致することを確認した。数値解析により、残留応力が最適となるように押し込み硬球径、試験片ホルダー台座穴径、試験片板厚、及び押し込み深さを選定した。選定した押し込条件で作製した試験片を用いて塩化物応力腐食割れ試験を行った。圧痕周辺に発生した割れと残留応力分布を比較し、多軸残留応力場の応力腐食割れ評価法への有用性を示した。

A multi-axis stress field is indispensable to quick and quantitative evaluation of stress corrosion cracking for constructional materials and weld joints of existing industrial plants. The applicability of multi-axis residual stress field into SCC tests was evaluated. The hard sphere ball was stuffed into small flat-plate of type 304SS. Numerical analysis was conducted in order to compare with the experimental results. The numerical analysis was comparatively in agreement with the experimental results. Parameters of the test were selected by numerical analysis to optimize the residual stress of specimen. SCC test in MgCl was performed using the specimen with optical residual stress condition. It is confirmed that the multi-axis residual stress field was useful in quick and quantitative SCC test by comparing the initiation of cracks with the distribution of residual stress obtained by numerical analysis.