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 | ページ 3

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                                                                                   H 8451 : 2021
                               図7−熱衝撃試験装置の基本構成の例

6.3 試験片

  試験片は,次による。
a) 試験片は,上下両面又は片面にTBCを被覆した円板状とする(図8参照)。
b) 試験片の寸法は,図8による。
c) 基材の幾何公差は,図9による[3]。基材の端部は,適切な方法で曲率加工又は面取りを行う。
d) 試験片の側面は,付着した余分なTBCを取り除くために研磨を施す。研磨によって,TBCに損傷を
    与えてはならない。
                   a) 上下両面TBC                                    b) 片面TBC
                                                                        単位 mm
                   記号            記号の説明                   寸法
                    D                直径                  20 ≦ D ≦ 40
                    T                全厚                  1.5 ≦ T ≦ 5.0
                                図8−熱衝撃試験片の形状及び寸法

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                                          Ts : 基材の厚さ
                                      図9−基材の幾何公差

6.4 試験方法

6.4.1 試験片の寸法測定
  試験片の寸法測定は,5.4.1による。
6.4.2 熱衝撃の負荷
  試験片を所定の試験温度に調節した加熱装置に装入して10分間保持した後に取り出し,直ちに水温を
23 ℃±3 ℃に調節した冷却水槽に投入して急冷し,水中で30秒間以上冷却した後,水中から取り出して十
分に乾燥させる。
6.4.3 熱衝撃後の試験片の観察
  目視によって又は拡大鏡を用いて,熱衝撃後の試験片におけるTBCの離の有無を確認する。TBCに
離が生じた場合には,その旨を記録し,密着強さの測定は行わない。
6.4.4 熱衝撃後の密着強さの測定
  熱衝撃後の密着強さの測定は,次による。
a) 密着強さの測定は,JIS H 8402による。熱衝撃後,離が生じていない試験片に対し,試験片の両面
    に試験片と同一直径の丸棒を接着剤でそれぞれ接着させ,TBC面に対して垂直方向に引張力を加え,
    TBCが離したときの引張破断力を測定する。
b) 密着強さの計算は,式(1)によって,0.1 MPaの桁まで算出し,JIS Z 8401の規則Aの規定によって,1
    MPaの桁に丸める。
                            P
                         F     (1)
                            A
                      ここに,        F :  密着強さ(MPa)
                                       P :  引張破断力(N)
                                       A :  TBC面積(mm2)
      なお,上下両面TBCの試験片を用いた場合のTBC面積は,片面だけの面積とする。
6.4.5 耐熱衝撃性の測定
  耐熱衝撃性の測定は,次による。
a) 熱衝撃温度差と密着強さとの関係図を作成する。関係図の例を図10に示す。
b) 熱衝撃を受けていない密着強さに対し,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
    差を内挿によって求める。この熱衝撃温度差Tを,耐熱衝撃性Trとする。

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                          図10−熱衝撃温度差と密着強さとの関係図の例

7 報告

  試験結果報告書には,次の項目を記載する。
a) 熱サイクル試験
  1) 基材の材料名
  2) ボンドコート及びトップコートの材料並びにそれらのコーティング方法
  3) 試験片の形状及び寸法
  4) 試験片の数
  5) 高温域及び低温域における試験温度
  6) 高温域及び低温域における保持時間
  7) 熱サイクルの繰返し数と離面積率との関係図
  8) 試験終了熱サイクル繰返し数
  9) 離繰返し数及び平均離繰返し数
  10) 試験後の試験片の外観写真及び断面組織写真
b) 熱衝撃試験
  1) 基材の材料名
  2) ボンドコート及びトップコートの材料並びにそれらのコーティング方法
  3) 試験片の形状及び寸法
  4) 試験片の数
  5) 熱衝撃を受けていない密着強さ
  6) 熱衝撃温度差Tと密着強さとの関係図
  7) 耐熱衝撃性Tr

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                                          参考文献
[1] S. Takahashi, M. Yoshiba, Y. Harada, Y. Itoh, Y. Kojima, F. Ono, Testing Method of Spalling Resistance
    for Thermal Barrier Coating by Thermal Cycle and Thermal Shock, Proc. 2009 International Thermal Spray
    Conference (2009), pp 997-1001.
[2] S. Takahashi, N. Hirano, Y. Kojima, Y. Harada, F. Ono, Thermal Shock Resistance of Plasma-Sprayed
    Thermal Barrier Coatings, Proc. International Thermal Spray Conference 2011 (2011), DVS 276.
[3] JIS B 0021 製品の幾何特性仕様(GPS)−幾何公差表示方式−形状,姿勢,位置及び振れの公差表示
    方式

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                                                                                                                                         13
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                                                                  附属書JA
                                                                   (参考)
                                                     JISと対応国際規格との対比表
                                                                        ISO 14188:2012,Metallic and other inorganic coatings−Test methods for measuring
     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
                                                                        thermal cycle resistance and thermal shock resistance for thermal barrier coatings
     (I)   JISの規定                   (II) (III)国際規格の規定                                                 (V)   JISと国際規格との技術的差
                                                                        (IV)   JISと国際規格との技術的差異の箇条ごと
                                     国際                              の評価及びその内容                     異の理由及び今後の対策
                                     規格
      箇条番号         内容               箇条         内容         箇条ごと       技術的差異の内容
                                     番号
      及び題名                             番号                       の評価
     1 適用範囲                           1     適用範囲             変更    遮熱コーティングの用途及びコー 我が国の実態を反映させた。
                                                                                 ティング方法を具体的に明確化し
                                                                                 た。
     3 用語及び 3.1 遮熱コーティング      3.1    遮熱コーティング    追加    高融点かつ低熱伝導率としてトッ ISOに変更を提案する。
     定義                                                                       プコートの機能を明確化した。
                                                                        追加    トップコートとボンドコートとの ISOに変更を提案する。
                                                                                 界面に生成する酸化物の説明を追
                                                                                 加した。
                3.4 離繰返し数            3.4    離繰返し数          変更    離繰返し数の定義を変更した。  我が国の実態を反映させた。
                3.5 平均離繰返し数        −              −         追加    離繰返し数の平均値として用語  ISOに変更を提案する。
                                                                                 及び定義を追加した。
                3.7 耐熱衝撃性            3.6    耐熱衝撃性          変更    耐熱衝撃性の定義を変更した。  ISOに変更を提案する。
     5 熱サイク 5.2.2 温度調節装置        5.2.2.1 加熱·冷却装置      変更                                   ISOに変更を提案する。
                                                                                 汎用の温度調節装置は,十分な温度
     ル試験                                                                     制御能力をもつので,試験片表面温
                                                                                 度の許容範囲の表を削除した。
                5.3 試験片                5.2.3  試験片              変更                                   ISOに変更を提案する。
                                                                                 試験片の構成,形状及び寸法を明確
                                                                                 化した。
                5.4.1 試験片の寸法測定    5.2.3.2 寸法の測定          変更                                   我が国の実態を反映させた。
                                                                                 寸法測定をJIS B 7507に,及び数値
                                                                                                                                              H8
                                                                                 の丸め方をJIS Z 8401に変更した。
                                                                                                                                                 451 : 2021
                                                                                                                                                  2

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