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クリープ試験(クリープレート試験、クリープラプチャー試験)

クリープ試験とは

材料内に応力が持続的に作用すると時間の経過とともにひずみが増す「クリープ現象」を生じさせ、材料が破断に至るまでの時間やひずみの時刻歴を計測する試験です。主に高温環境下での材料の変形や損傷(強度、延性、靱性の低下)の原因となります。その特性は金属(鉄、アルミなど)、樹脂(FRPなど)およびゴム等の各種材料において重要なものの一つであり、機械部品や、構造物の安全性、耐久寿命の安全指標やシミュレーション(CAE)に活用されます。  当社では、1985 年から現在に至るまで、素材や重電等の製造メーカ、大学および公共・民間の研究機関からの受託試験として、規格に準じた試験は言うまでもなく、委託元との協議によりご要望に沿ったオリジナルなクリープ試験もおこなっております。  金属、樹脂、ゴムなどの各種クリープ試験をぜひご相談ください。 より詳しく知りたい方は、コベルコ科研の各種クリープ試験をご覧ください。

  • 方法

    クリープ試験の方法と種類


    ・クリープき裂進展試験
    ・クリープレート・ラプチャー試験
    ・ミニチュアクリープ試験
    ・圧縮クリープ試験
    ・内圧クリープ試験
    ・雰囲気クリープ試験



  • 試験装置・ソフト

    試験装置(クリープ試験機)について


    No.試験機名負荷方式最大荷重最大温度試験片断面サイズ
    1標準クリープ試験機重錘てこ式30kN1150℃φ6mm もしくは矩形6×3mm
    2小型クリープ試験機重錘てこ式、吊下げ式2kN1150℃φ3mm もしくは矩形2×1mm
    3大型クリープ試験機重錘てこ式500kN650℃φ60mm もしくは矩形60×40mm
    4マルチクリープ試験機重錘てこ式30kN650℃φ6mm
    5内圧クリープ試験機Arガス充填式内圧50MPa700℃φ50mm
  • お客様の成果

    クリープラプチャー試験結果の例


     温度と応力の条件を変更して実施したクリープラプチャー試験の結果 1)は、応力や温度が高くなると破断時間が短くなります。これらのデータをもとに破断時間と温度からラーソンミラーパラメータ(LMP) 2)を算出し、応力と対応させたものが下のグラフ①です。温度によらない関係性となっていることがわかります。
     機械部品や構造物の使用材料についてこの対応関係を取得すれば、破断時間、応力、温度の内2つを既知として残り一つの予測が可能になり、安全性や耐久寿命の評価に反映できます。

    クリープレート試験結果の例


     クリープレート試験では試験片に生じるひずみの時系列データ(クリープ曲線)を取得することができ、一般的な材料から得られるクリープ曲線は下のグラフ②に示すとおりです。クリープ曲線には初期にひずみが発生する遷移クリープ、時間にひずみが比例する定常クリープおよび急激にひずみが大きくなる加速クリープの3 段階の現象が明確に現れていることがわかります。※グラフ②はイメージです。

    1)日本鉄鋼協会クリープ委員会. 金属材料高温強度データ集. 社団法人 日本鉄鋼協会, 1979年.
    2)宮川松男. クリープ変形理論と設計. 日刊工業新聞社, 1963年.
  • イメージ

    ※クリックすると拡大します。

    • 重錘てこ式
    • 重錘吊下げ式
    • 内圧クリープ試験
    • グラフ①(ラーソンミラーパラメータで整理した例)
    • グラフ②(クリープ曲線)
  • 試料

    クリープ試験の対象


    樹脂、高分子、プラスチック、ゴム、金属、はんだなど。
    その他、木材やコンクリートなどもご相談ください。
  • 特徴

    コベルコ科研の強み


    低温から高温までのクリープレート試験およびクリープラプチャー試験が行えます。試験機の容量としては、0.15トンの低荷重試験機から50トンの高荷重試験機まで各種取り揃えており、台数も230台を超える試験機があるので、大量の試験要望にも対処可能です。
  • 関連技術

    https://www.kobelcokaken.co.jp/contract/item/material
    https://www.kobelcokaken.co.jp/contract/item/material/creep-test/