1前言

碳钢的石墨化是由亚稳定的Fe-Fe₃C系向平衡态的Fe-石墨系转变而产生。有相关消息报道了沿着生成的石墨发生断裂的事故，在各种规格中，在698K温度以上长期使用碳钢时应该注意石墨化。另一方面，因为于石墨化需要时间长，目前还没有对其生成条件进行系统的调查。本研究采用日本国家材料科学研究所（NIMS）蠕变数据库项目中获得的碳钢长期蠕变断裂材料，系统地研究了石墨化生成条件。

2试验方法

试验用钢为碳钢钢板（0.3mass%C，NIMS蠕变数据表，No. 17B），使用OM、SEM-EDS、TEM和STEM-EDS分析了在673-773K温度下进行蠕变试验的蠕变断裂材料的平行部和螺纹部的显微组织。

3试验结果及考察

图1是673K/294MPa条件下获得的断裂材平行部的显微组织。断裂时间为232983.5h（约26.6年）。沿着晶界伸长的析出物含有碳，使用TEM进行分析确定为石墨。也就是说，即使在标准中未示出的698K以下的温度区域，也生成石墨。该伸长的形状与过去报道的球状石墨不同。另一方面，在该材料的螺纹部没有观察到石墨。图2是将本研究获得的断裂材平行部石墨生成的条件按各石墨形状绘制成温度-时间-性能（TTP）曲线图，并与之前研究所示石墨化风险曲线进行了比较。确认了在比该曲线更低温·短时间（高应力）侧生成了伸长的石墨。由此可以认为，在断裂材平行部观察到的细长的石墨，是由蠕变变形促进了其析出。（全荣）