高温材料とクリープ

ある耐熱合金は、ある応力のもとで1000 Kで1000 hでクリープ破断した。ラーソン・ミラー・パラメータ P = T(C + log₁₀t_r)(Tは絶対温度、t_rは破断時間で単位はh、C = 20)が同じ応力では一定とすると、同じ応力で10⁵ hの破断寿命を得るための温度はどれに最も近いか。

  1. A約920 K
  2. B約854 K
  3. C約600 K
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正解:A. 約920 K

試験の条件から P = 1000 × (20 + log₁₀1000) = 1000 × 23 = 23000 です。10⁵ hでは log₁₀t_r = 5 なので、T = 23000/(20 + 5) = 920 Kになります。温度を80 K下げるだけで寿命が100倍になり、高温で短時間の試験から低温で長時間の寿命を見積もれることが、このパラメータの使い道です。約854 Kは常用対数の代わりに自然対数を使った値、約600 Kは定数Cを忘れて P = T log₁₀t_r とした値です。ただし、長い時間の間に組織が変わったり変形の機構が移ったりすると外挿が外れるので、この例のように100倍もの外挿は慎重に扱い、外挿の幅をむやみに大きくとらないことが大切です。

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