JIS H 8451:2021 遮熱コーティングの熱サイクル試験方法及び熱衝撃試験方法

                                                                                   H 8451 : 2021

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 試験方法の種類・・・・[2]
•  5 熱サイクル試験・・・・[3]
•  5.1 一般・・・・[3]
•  5.2 試験装置・・・・[3]
•  5.3 試験片・・・・[4]
•  5.4 試験方法・・・・[5]
•  6 熱衝撃試験・・・・[8]
•  6.1 一般・・・・[8]
•  6.2 試験装置・・・・[8]
•  6.3 試験片・・・・[9]
•  6.4 試験方法・・・・[10]
•  7 報告・・・・[11]
•  参考文献・・・・[12]
•  附属書JA(参考)JISと対応国際規格との対比表・・・・[13]

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           H 8451 : 2021

まえがき

  この規格は,産業標準化法第16条において準用する同法第12条第1項の規定に基づき,一般財団法人
大阪科学技術センター(OSTEC)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,産業標準原案を添えて日
本産業規格を改正すべきとの申出があり,日本産業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日
本産業規格である。これによって,JIS H 8451:2008は改正され,この規格に置き換えられた。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本産業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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                                      日本産業規格                            JIS
                                                                              H 8451 : 2021

遮熱コーティングの熱サイクル試験方法及び熱衝撃試験方法

Testing methods for measuring thermal cycle resistance and thermal shock resistance for thermal barrier coatings

序文

  この規格は,2012年に第1版として発行されたISO 14188を基とし,技術的内容を変更して作成した日
本産業規格である。
  なお,この規格で側線又は点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。
変更の一覧表にその説明を付けて,附属書JAに示す。

1 適用範囲

  この規格は,主にガスタービンの高温部品に用いる,溶射によって基材上に被覆する遮熱コーティング
の耐久性を評価するための,熱サイクル試験方法及び熱衝撃試験方法について規定する。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          ISO 14188:2012,Metallic and other inorganic coatings−Test methods for measuring thermal cycle
              resistance and thermal shock resistance for thermal barrier coatings(MOD)
            なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“修正している”
          ことを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 7507 ノギス
    JIS H 8402 溶射皮膜の引張密着強さ試験方法
    JIS Z 8401 数値の丸め方

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,次による。
3.1
遮熱コーティング,TBC(thermal barrier coatings)
  高温部品を構成する基材が,燃焼ガスによって温度上昇することを抑制するために施すコーティング。
基材の表面に施すボンドコートと,ボンドコートに被覆する高融点かつ低熱伝導率のセラミックスを用い
たトップコートとの2層からなる。TBCを加熱するとトップコートとボンドコートとの界面に酸化物(3.2

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           2
H 8451 : 2021
参照)が生成され,3層となる(図1参照)。
                               図1−TBCの断面及び効果の模式図
3.2
界面酸化物,TGO(thermally grown oxide)
  TBCを加熱することによって,トップコートとボンドコートとの界面に生成する酸化物(図1参照)。
3.3
離面積率(ratio of spalling areas)
  TBCを施した面に対する,TBCの離が生じた総面積の比率。
3.4
離繰返し数(critical number of cycles to spalling)
  熱サイクル試験によって,離面積率が30 %に達する熱サイクルの繰返し数(図6参照)。
3.5
平均離繰返し数(mean critical number of cycles to spalling)
  離繰返し数の平均値。
3.6
熱衝撃温度差,T(thermal shock temperature difference)
  熱衝撃試験における,試験片の加熱温度と冷却水の温度との差。
3.7
耐熱衝撃性,Tr(thermal shock resistance)
  熱衝撃を受けていない密着強さから,熱衝撃によって30 %低下する密着強さをもたらす熱衝撃温度差
(図10参照)。

4 試験方法の種類

  TBCの耐久性を評価する試験方法は,次のa)及び/又はb)による。
a) 熱サイクル試験
b) 熱衝撃試験

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                                                                                   H 8451 : 2021

5 熱サイクル試験

5.1 一般

  熱サイクル試験は,試験片を加熱及び冷却することによってTBCに熱サイクルを繰り返して与え,TBC
の離面積率を測定する[1]。
    注記 熱サイクル試験は,ガスタービンにおけるTBCの一般的な使用条件下でのトップコート及びボ
          ンドコートの材料選択,並びに成膜プロセスの選択に有効である。

5.2 試験装置

  熱サイクル試験の試験装置は,加熱·冷却装置及び温度調節装置で構成し,次による。熱サイクル試験
装置の基本構成の例を,図2に示す。
                                             a) 縦型
                             図2−熱サイクル試験装置の基本構成の例

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