9
H 8454 : 2018
附属書A
(参考)
試験力−基材ひずみ法及び試験力−たわみ法によるヤング率測定方法
A.1 一般
ひずみゲージを貼る接着剤がTBCに顕著に浸透し,結果に影響を及ぼす可能性がある場合は,試験力−
基材ひずみ法又は試験力−たわみ法を用いてヤング率を測定するのが望ましい。これらの測定は,A.2又
はA.3による。
A.2 試験力−基材ひずみ法
a) BC試験片 TC厚さは,表A.1による。その他の寸法は,表1による。
表A.1−TBC試験片の寸法
単位 mm
記号 名称 寸法
hc TC厚さ 0.30≦hcかつ(3/20)(hs+hb)≦hc
表1よりも,膜厚が厚いTCが必要である。
b) 測定手順
1) ひずみゲージは,基材表面の中央部に貼る(図A.1参照)。試験力−基材ひずみ線図を測定し,その
勾配を決定する。1個の試験片につき,勾配を3回測定し,それらの平均値をヤング率の計算に用
いる。
図A.1−試験力−基材ひずみ法
2) Cのヤング率Ecは,TBC試験片を用いて求めた試験力−基材ひずみ線図の勾配に基づき,式(A.1)
によって算出する。ここで基材のヤング率Esは,式(1)で算出したもの,BCのヤング率Ebは,式(2)
で算出したものを用いる。
B B2 4AC
Ec (A.1)
2A
ここに,
A bh4c
ΔP
B 2bEbhchb 2h2c
3hchb 2h2b 2bEshchs 2h2c3hchs 2h2s 6hb hc hb hs 3ahc hc 2hb 2hs
Δεs
ΔP
C 2EbEshbhs 2h2b
b E2bh4b 3hbhs 2h2s E2sh4s 3a Ebhb hb 2hs Esh2s
Δεs
ここに, Δεs : 基材ひずみの増分
――――― [JIS H 8454 pdf 11] ―――――
10
H 8454 : 2018
ΔP : 試験力の増分
ΔP : 試験力−基材ひずみ線図の勾配
Δεs
A.3 試験力−たわみ法
a) BC試験片 TC厚さは,表A.1による。その他の寸法は,表1による。
b) 測定手順
1) 変位センサーは,試験片の中央部に設置する(図A.2参照)。試験力−たわみ(ym)線図を測定し,
その勾配を決定する。1個の試験片につき,勾配を3回測定し,それらの平均値をヤング率の計算
に用いる。
図A.2−試験力−たわみ法
2) Cのヤング率Ecは,TBC試験片から求めた試験力−たわみ線図の勾配に基づき,式(A.2)によって
算出する。ここで基材のヤング率Esは式(1)で算出したもの,BCのヤング率Ebは式(2)で算出した
ものを用いる。
B B2 4AC
Ec (A.2)
2A
ここに,
A 4bh4c
ΔP
B 8bEbhchb 2h2c3hchb 2h2b 8bEshchs 2h2c
3hchs 2h2s 6hb hc hb hs 23a3hc
Δym
ΔP
C 2EbEshbhs 2h2b
4b E2bh4b 3hbhs 2h2s E2sh4s23a3 Ebhb Eshs
Δym
ここに, Δym : たわみの増分
ΔP : 試験力の増分
ΔP : 試験力−たわみ線図の勾配
Δym
――――― [JIS H 8454 pdf 12] ―――――
11
H 8454 : 2018
参考文献
[1] M. Beghini, L. Bertini, F. Frendo, Measurement of coatings' elastic properties by mechanical methods: Part 1.
Consideration on experimental errors, Experimental Mechanics, Vol. 41, Issue 4 (2001), pp 293-304.
[2] M. Beghini, L. Bertini, F. Frendo, Measurement of coatings' elastic properties by mechanical methods: Part 2.
Application to thermal barrier coatings, Experimental Mechanics, Vol. 41, Issue 4 (2001), pp 305-311.
[3] H. Waki, H. Fujioka, Y. Harada, M. Okazaki, A. Kawasaki, Young's modulus of thermal barrier coating and
oxidation resistant coating bonded to stainless substrate by four-point bending, Journal of Solid Mechanics and
Materials Engineering, Vol. 4, No. 2 (2010), pp 274-285.
[4] R. Hamamoto, M. Kato, H. Akebono, A. Sugeta, Y. Kojima, Influence of specimen twisting on Young's modulus
of thermally barrier coating measured by four point bending test, Proceedings of the 5th Asian Thermal Spray
Conference, 2012, pp 161-162.
[5] H. Waki, A. Oikawa, M. Kato, S. Takahashi, Y. Kojima, F. Ono, Evaluation of the accuracy of Young's moduli
of thermal barrier coatings determined on the basis of composite beam theory, Journal of Thermal Spray
Technology, Vol.23, Issue 8 (2014), pp 1291-1301.
[6] M. Kato, Y. Matsuo, H. Waki, S. Takahashi, H. Akebono, A. Sugeta, Y. Kojima, F. Ono, Influence of substrate
twisting on Young's modulus measured by four-point bending test for thermal barrier coatings, Mechanical
Engineering Journal, Vol. 4, No. 5 (2017) 16-00714.
[7] S.P. Timoshenko, J.M. Gere, Mechanics of Materials, Van nostrand reinhold company, NY, (1972), pp 142-144.
――――― [JIS H 8454 pdf 13] ―――――
12
H 8454 : 2018
H8
3
附属書JA
45
(参考)
4 : 2
JISと対応国際規格との対比表
018
JIS H 8454:2018 遮熱コーティングの4点曲げによるヤング率測定方法 ISO 19477:2016,Metallic and other inorganic coatings−Measurement of Young's
modulus of thermal barrier coatings by beam bending
(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
(IV) JISと国際規格との技術的差異の箇条ごとの評価及
国際 びその内容 的差異の理由及び今後の対
規格 策
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 我が国の実態を反映させた。
主にガスタービンの高温部品に用いる,とし
て遮熱コーティングの適用対象機器を明確
化。
変更 4点曲げによる,としてヤング率測定方法をISOに変更を提案する。
明確化
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 ISOに変更を提案する。
高融点かつ低熱伝導率,としてトップコート
定義 の機能を明確化。
追加 基材にBCを被覆した試験片をBC試験片, ISOに変更を提案する。
基材にTBCを被覆した試験片をTBC試験片
とそれぞれいう,として試験片名称を明確化。
3.2 組合せはり 3.2 組合せはり 変更 ISOに変更を提案する。
コーティングと基材とが一体となって変形す
るはり,として組合せはりの定義を明確化。
また,組合せはりとして扱う試験片を具体的
に明確化。
4 原理 4 原理 追加 参考文献を追加。 ISOに変更を提案する。
5 装置 5.1 一般事項 5 装置 変更 試験機の等級を明確化。 ISOに変更を提案する。
5.1 試験機 変更 ISO規格の箇条5及び5.1を,JISでは5.1と −
した。実質的な差異はない。
6 試験片 6 試験片 変更 ISO規格の7.2に記載されていた試験片個数 −
7.2 試験力−ひずみ線図 を,JISでは箇条6に移動した。実質的な差
異はない。
――――― [JIS H 8454 pdf 14] ―――――
13
H 8454 : 2018
(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
(IV) JISと国際規格との技術的差異の箇条ごとの評価及
国際 びその内容 的差異の理由及び今後の対
規格 策
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
7 測定方法 7.1 試験片寸法 7.1 試験片寸法 変更 膜厚測定をJIS H 8401に変更。 我が国の実態を反映させた。
7.2 試験力−ひずみ線 7.2 試験力−ひずみ線図 変更 附属書Aに示す測定方法の利用は,ひずみゲISOに変更を提案する。
図 ージを貼る接着剤が,結果に影響を及ぼす可
能性がある場合,として変更。
変更 ISOに変更を提案する。
試験力−ひずみ線図の勾配が安定するまで,
試験力を3回以上繰り返し加えることを明
記。
9 報告 9 報告 追加 ISOに変更を提案する。
c)測定結果に,計算に用いたひずみ範囲を追
加。
追加 ISOに変更を提案する。
c)測定結果に,それぞれのヤング率の平均値
を追加。
JISと国際規格との対応の程度の全体評価 : ISO 19477:2016,MOD
注記1 箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。
− 追加 国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。
− 変更 国際規格の規定内容を変更している。
注記2 JISと国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。
− MOD 国際規格を修正している。
H8 454 : 2018
3
JIS H 8454:2018の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO 19477:2016(MOD)
JIS H 8454:2018の国際規格 ICS 分類一覧
- 27 : エネルギー及び熱伝達工学 > 27.040 : ガス及び蒸気タービン.蒸気機関
- 25 : 生産工学 > 25.220 : 表面処理及び被覆加工 > 25.220.99 : その他の被覆及び処理
- 25 : 生産工学 > 25.220 : 表面処理及び被覆加工 > 25.220.40 : 金属被覆
JIS H 8454:2018の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISB0601:2013
- 製品の幾何特性仕様(GPS)―表面性状:輪郭曲線方式―用語,定義及び表面性状パラメータ
- JISB7502:2016
- マイクロメータ
- JISB7507:2016
- ノギス
- JISB7721:2018
- 引張試験機・圧縮試験機―力計測系の校正方法及び検証方法
- JISH8401:1999
- 溶射皮膜の厚さ試験方法