(57)【要約】【課題】金属材料の環境助長割れをより簡易に評価することである。【解決手段】環境助長割れ試験用治具１０は、試験片を支持する第一支点部と、第二支点部とを有する第一平板部材１２と、第一平板部材と反対側から試験片を支持し、第一支点部と、第二支点部との支点間距離より小さい支点間距離で設けられる第三支点部と、第四支点部とを有する第二平板部材１４と、第一平板部材と第二平板部材とを締結し、第一支点部から第四支点部で試験片を支持して試験片に曲げ荷重を負荷する締結部材１６と、を備え、第一支点部と第二支点部とは、第一平板部材における第一支点部及び第二支点部が設けられている第一平板部材支点設置面からの高さが同じであり、第一支点部及び第二支点部の第一平板部材支点設置面からの高さＸが、締結部材で試験片に曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れを評価する試験引張応力を試験片に付与する撓み量に設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料の環境助長割れを評価する環境助長割れ試験用治具であって、
試験片を支持する第一支点部と、第二支点部とを有する第一平板部材と、
前記第一平板部材と反対側から前記試験片を支持し、前記第一支点部と、前記第二支点部との支点間距離より小さい支点間距離で設けられる第三支点部と、第四支点部とを有する第二平板部材と、
前記第一平板部材と、前記第二平板部材とを締結し、前記第一支点部から前記第四支点部で前記試験片を支持して前記試験片に曲げ荷重を負荷する締結部材と、
を備え、
前記第一支点部と、前記第二支点部とは、前記第一平板部材における前記第一支点部及び前記第二支点部が設けられている第一平板部材支点設置面からの高さが同じであり、
前記第一支点部及び前記第二支点部の前記第一平板部材支点設置面からの高さが、前記締結部材で前記試験片に曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れを評価する試験引張応力を前記試験片に付与する撓み量に設定されていることを特徴とする環境助長割れ試験用治具。
【請求項２】
請求項１に記載の環境助長割れ試験用治具であって、
前記第一平板部材は、前記第一平板部材支点設置面における前記第一支点部と前記第二支点部との中央部に設けられ、前記試験片に環境助長損傷を付与する環境助長損傷部を有し、
前記環境助長損傷部の前記第一平板部材支点設置面からの高さが、前記第一支点部及び前記第二支点部の前記第一平板部材支点設置面からの高さより小さく、
前記第一支点部及び前記第二支点部における前記環境助長損傷部の先端からの高さが、前記締結部材で前記試験片に曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れを評価する試験引張応力を前記試験片に付与する撓み量に設定されていることを特徴とする環境助長割れ試験用治具。
【請求項３】
金属材料の環境助長割れを評価する環境助長割れ試験用治具であって、
試験片を支持する第一支点部と、第二支点部とを有する第一平板部材と、
前記第一平板部材と反対側から前記試験片を支持し、前記第一支点部と、前記第二支点部との支点間距離より小さい支点間距離で設けられる第三支点部と、第四支点部とを有する第二平板部材と、
前記第一平板部材と、前記第二平板部材とを締結して、前記第一支点部から前記第四支点部で前記試験片を支持して前記試験片に曲げ荷重を負荷する締結部材と、
を備え、
前記第一支点部と、前記第二支点部とは、前記第一平板部材における前記第一支点部及び前記第二支点部が設けられている第一平板部材支点設置面からの高さが同じであり、
前記第一平板部材は、前記第一平板部材支点設置面に設けられ、前記第一支点部と前記第二支点部との中央部に前記第一平板部材の板厚方向に開口して形成される開口部と、
前記開口部に配置され、前記第一平板部材の板厚方向に可動可能に設けられ、前記締結部材で前記試験片に曲げ荷重を負荷したときに前記試験片と接触し、環境助長割れを評価する試験引張応力を前記試験片に付与する撓み量を規定する可動部と、を有していることを特徴とする環境助長割れ試験用治具。
【請求項４】
請求項３に記載の環境助長割れ試験用治具であって、
前記可動部は、前記可動部の先端に、前記試験片に環境助長損傷を付与する環境助長損傷部を有していることを特徴とする環境助長割れ試験用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、環境助長割れ試験用治具に係り、特に、金属材料の環境助長割れを評価する環境助長割れ試験用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材料について応力腐食割れ等の環境助長割れを評価することが行われている。金属材料の環境助長割れは、材料因子、力学的因子及び環境因子等の組み合わせで発生することが一般的に知られている。金属材料の応力腐食割れ等の環境助長割れを評価する試験法として、定荷重試験法等が採用されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７２７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、定荷重試験法は、ダンベル型引張試験片や丸棒引張試験片等の引張試験片を定荷重試験装置に装着して引張荷重を負荷することにより、腐食環境等に曝露させた状態で引張試験片に試験引張応力を付与する試験法である。定荷重試験法の場合には、引張試験片に引張荷重を負荷する荷重負荷機構が複雑であり、試験装置が大掛かりになる場合がある。
【０００５】
そこで、本開示の目的は、より簡易に金属材料の環境助長割れを評価することが可能な環境助長割れ試験用治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る環境助長割れ試験用治具は、金属材料の環境助長割れを評価する環境助長割れ試験用治具であって、試験片を支持する第一支点部と、第二支点部とを有する第一平板部材と、前記第一平板部材と反対側から前記試験片を支持し、前記第一支点部と、前記第二支点部との支点間距離より小さい支点間距離で設けられる第三支点部と、第四支点部とを有する第二平板部材と、前記第一平板部材と、前記第二平板部材とを締結し、前記第一支点部から前記第四支点部で前記試験片を支持して前記試験片に曲げ荷重を負荷する締結部材と、を備え、前記第一支点部と、前記第二支点部とは、前記第一平板部材における前記第一支点部及び前記第二支点部が設けられている第一平板部材支点設置面からの高さが同じであり、前記第一支点部及び前記第二支点部の前記第一平板部材支点設置面からの高さが、前記締結部材で前記試験片に曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れを評価する試験引張応力を前記試験片に付与する撓み量に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
本開示に係る環境助長割れ試験用治具において、前記第一平板部材は、前記第一平板部材支点設置面における前記第一支点部と前記第二支点部との中央部に設けられ、前記試験片に環境助長損傷を付与する環境助長損傷部を有し、前記環境助長損傷部の前記第一平板部材支点設置面からの高さが、前記第一支点部及び前記第二支点部の前記第一平板部材支点設置面からの高さより小さく、前記第一支点部及び前記第二支点部における前記環境助長損傷部の先端からの高さが、前記締結部材で前記試験片に曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れを評価する試験引張応力を前記試験片に付与する撓み量に設定されていてもよい。
【０００８】
本開示に係る環境助長割れ試験用治具は、金属材料の環境助長割れを評価する環境助長割れ試験用治具であって、試験片を支持する第一支点部と、第二支点部とを有する第一平板部材と、前記第一平板部材と反対側から前記試験片を支持し、前記第一支点部と、前記第二支点部との支点間距離より小さい支点間距離で設けられる第三支点部と、第四支点部とを有する第二平板部材と、前記第一平板部材と、前記第二平板部材とを締結して、前記第一支点部から前記第四支点部で前記試験片を支持して前記試験片に曲げ荷重を負荷する締結部材と、を備え、前記第一支点部と、前記第二支点部とは、前記第一平板部材における前記第一支点部及び前記第二支点部が設けられている第一平板部材支点設置面からの高さが同じであり、前記第一平板部材は、前記第一平板部材支点設置面に設けられ、前記第一支点部と前記第二支点部との中央部に前記第一平板部材の板厚方向に開口して形成される開口部と、前記開口部に配置され、前記第一平板部材の板厚方向に可動可能に設けられ、前記締結部材で前記試験片に曲げ荷重を負荷したときに前記試験片と接触し、環境助長割れを評価する試験引張応力を前記試験片に付与する撓み量を規定する可動部と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
本開示に係る環境助長割れ試験用治具において、前記可動部は、前記可動部の先端に、前記試験片に環境助長損傷を付与する環境助長損傷部を有しているとよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、試験片に曲げ荷重を負荷して試験引張応力を付与するので、荷重負荷機構が簡素になり、金属材料の環境助長割れをより簡易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の実施形態において、環境助長割れ試験用治具の構成を示す図である。
【図２】本開示の実施形態において、環境助長割れ試験用治具で試験片に曲げ荷重を負荷した状態を示す図である。
【図３】本開示の実施形態において、環境助長損傷部を有する環境助長割れ試験用治具の構成を示す図である。
【図４】本開示の実施形態において、環境助長損傷部を有する環境助長割れ試験用治具で試験片に曲げ荷重を負荷した状態を示す図である。
【図５】本開示の他の実施形態において、環境助長割れ試験用治具の構成を示す図である。
【図６】本開示の他の実施形態において、環境助長割れ試験用治具で試験片に曲げ荷重を負荷した状態を示す図である。
【図７】本開示の他の実施形態において、環境助長損傷部を有する環境助長割れ試験用治具の構成を示す図である。
【図８】本開示の他の実施形態において、環境助長損傷部を有する環境助長割れ試験用治具で試験片に曲げ荷重を負荷した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本開示の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、環境助長割れ試験用治具１０の構成を示す図である。環境助長割れ試験用治具１０は、金属材料の環境助長割れを評価するための試験用治具である。金属材料の環境助長割れは、例えば、応力腐食割れ（ＳＣＣ）、水素脆化割れ、液体金属脆化割れ等である。環境助長割れ試験用治具は、このような金属材料の環境助長割れ感受性を評価するために用いることができる。環境助長割れを評価する金属材料は、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼等の鉄合金、チタン合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、銅合金、マグネシウム合金等である。
【００１３】
環境助長割れ試験用治具１０は、第一平板部材１２と、第二平板部材１４と、第一平板部材１２と、第二平板部材１４とを締結する締結部材１６と、を備えている。試験片Ｓは、第一平板部材１２と、第二平板部材１４との間に挿入されて支持される。試験片Ｓは、環境助長割れ感受性を評価する金属材料で形成されている。試験片Ｓは、例えば、矩形状の平板等とするとよい。試験片Ｓの寸法は、例えば、長さ７５ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み２ｍｍとすることができる。
【００１４】
第一平板部材１２は、試験片Ｓを支持する第一支点部１８と、第二支点部２０とを有している。第一平板部材１２は、剛性を高めて変形を抑制するために平板状の厚板で形成されているとよい。第一平板部材１２の板厚は、例えば、２０ｍｍ〜４０ｍｍとするとよい。第一平板部材１２の幅は、例えば、２５ｍｍから３５ｍｍとするとよい。第一平板部材１２の長さは、例えば、１１０ｍｍから１２０ｍｍとするとよい。第一平板部材１２は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼や、高硬度鋼、セラミックス材料等で形成されているとよい。
【００１５】
第一平板部材１２は、第一平板部材１２の長手方向の両端側に、締結部材１６を挿通するための締結部材挿通穴２１を有している。締結部材挿通穴２１は、締結部材１６を挿通可能に形成されている。締結部材挿通穴２１の内周面は、雌ネジで形成されていてもよく、雌ネジで形成されていなくてもよい。
【００１６】
第一支点部１８と、第二支点部２０とは、試験片Ｓを支持する支持ピン１８ａ、２０ａと、第一平板部材１２における第一支点部１８及び第二支点部２０が設けられている第一平板部材支点設置面２２に形成される支持溝１８ｂ、２０ｂと、を備えているとよい。第一支点部１８と、第二支点部２０とは、第一平板部材支点設置面２２からの高さが同じに形成されている。第一支点部１８と、第二支点部２０との支点間距離は、例えば、４５ｍｍから５０ｍｍとすることが可能である。
【００１７】
支持ピン１８ａ、２０ａは、支持溝１８ｂ、２０ｂに配置されており、試験片Ｓを支持する機能を有している。支持ピン１８ａ、２０ａは、円柱状のピン等で形成することが可能である。支持ピン１８ａ、２０ａの外径は、例えば、１ｍｍから２ｍｍとするとよい。支持ピン１８ａ、２０ａは、金属材料やセラミックス材料等で形成することが可能である。支持溝１８ｂ、２０ｂは、第一平板部材１２の長手方向に対して直交方向に凹状に形成されている。支持溝１８ｂ、２０ｂは、例えば、溝幅が０．５ｍｍから１．５ｍｍ、溝深さが０．５ｍｍから１ｍｍとするとよい。支持溝１８ｂ、２０ｂは、Ｖ溝等で形成することが可能である。第一支点部１８及び第二支点部２０の支持ピン１８ａ、２０ａと支持溝１８ｂ、２０ｂとは、各々同じ大きさで形成されているとよい。
【００１８】
第二平板部材１４は、第一平板部材１２と反対側から試験片Ｓを支持し、第一支点部１８と第二支点部２０との支点間距離より小さい支点間距離で設けられる第三支点部２３と、第四支点部２４とを有している。第二平板部材１４の形状や材質は、第一平板部材１２と同様に構成することが可能である。第二平板部材１４は、第二平板部材１４の長手方向の両端側に、第一平板部材１２と、第二平板部材１４とを締結部材１６で締結するための締結穴２６を有している。締結穴２６の内周面は、雌ネジで形成されている。締結穴２６は、ボルト穴等で形成することが可能である。
【００１９】
第三支点部２３と、第四支点部２４とは、第一支点部１８と第二支点部２０との支点間距離より小さい支点間距離で配置されている。これにより、第一平板部材１２と、第二平板部材１４とを締結部材１６で締結したときに、試験片Ｓに４点曲げによる曲げ荷重を負荷することができる。第三支点部２３と、第四支点部２４との支点間距離は、例えば、１５ｍｍから２０ｍｍとすることが可能である。
【００２０】
第三支点部２３と、第四支点部２４とは、試験片Ｓを支持する支持ピン２３ａ、２４ａと、第二平板部材１４における第三支点部２３及び第四支点部２４が設けられている第二平板部材支点設置面２８に設けられる支持溝２３ｂ、２４ｂと、を備えている。第三支点部２３と、第四支点部２４とは、第二平板部材支点設置面２８からの高さが同じに形成されている。第三支点部２３及び第四支点部２４の第二平板部材支点設置面２８からの高さは、第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さと同じとするとよい。第三支点部２３及び第四支点部２４の支持ピン２３ａ、２４ａ及び支持溝２３ｂ、２４ｂは、第一支点部１８及び第二支点部２０の支持ピン１８ａ、２０ａ及び支持溝１８ｂ、２０ｂと同様に構成することができる。
【００２１】
締結部材１６は、第一平板部材１２と第二平板部材１４とを締結して、試験片Ｓに曲げ荷重を負荷する機能を有している。第一平板部材１２と第二平板部材１４とを締結部材１６で締結することにより、試験片Ｓが第一支点部１８から第四支点部２４で支持されて、試験片Ｓに４点曲げによる曲げ荷重を負荷することができる。締結部材１６は、頭部と、頭部に設けられている軸部と、を有している。軸部の外周面は、第二平板部材１４の締結穴２６と螺合可能な雄ネジで形成されている。締結部材１６は、Ｍ１０ボルト等で構成することが可能である。締結部材１６は、大きな回転角度を確保して締め付け時の変位の精度を得るために、雄ネジの径が大きく、雄ネジのピッチが小さい細めネジのものを用いるとよい。締結部材１６を締結部材挿通穴２１に挿通して締結穴２６に螺合させることにより、第一平板部材１２と第二平板部材１４とを締結することができる。
【００２２】
第一支点部１８及び第二支点部２０における第一平板部材支点設置面２２からの高さＸは、締結部材１６で試験片Ｓに曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れを評価する試験引張応力を試験片Ｓに付与する撓み量に設定されている。図２は、環境助長割れ試験用治具１０で試験片Ｓに曲げ荷重を負荷した状態を示す図である。締結部材１６で第一平板部材１２と第二平板部材１４とを締結して試験片Ｓに曲げ荷重を負荷することにより、試験片Ｓの第一平板部材１２側では引張応力が作用する。環境助長割れを評価する試験引張応力は、試験片Ｓの外縁に作用する引張応力とする。試験片Ｓの外縁に作用する引張応力は、試験片Ｓの中立軸から最も遠い位置に作用する引張応力であり、試験片Ｓに作用する引張応力の中で最も大きい引張応力である。
【００２３】
これにより、試験片Ｓが第一平板部材支点設置面２２と接触するまで締結部材１６で曲げ荷重を負荷すればよいので、試験片Ｓに試験引張応力を精度良く付与することが可能となる。また、試験片Ｓは、４点曲げにより曲げ荷重を負荷して試験引張応力が付与されるので、第三支点部２３から第四支点部２４の間で略一定の試験引張応力を担保することができる。これにより、３点曲げで曲げ荷重を負荷する場合よりも、試験引張応力が略一定となる領域を大きくすることができる。
【００２４】
第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸは、支持ピン１８ａ、２０ａ及び支持溝１８ｂ、２０ｂの少なくとも一方の大きさを変えることにより調整することができる。第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸを小さくする場合には、例えば、支持ピン１８ａ、２０ａの外径を小さくしてもよいし、支持溝１８ｂ、２０ｂの溝幅を大きくしてもよい。第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸを大きくする場合には、支持ピン１８ａ、２０ａの外径を大きくしてもよいし、支持溝１８ｂ、２０ｂの溝幅を小さくしてもよい。
【００２５】
第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸは、予め試験片Ｓに付与する試験引張応力から試験片Ｓの撓み量を求めればよい。試験片Ｓの撓み量は、例えば、一般的な材料力学や構造力学等により数１に示す式から求めることができる。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
なお、δは、試験片Ｓの外縁に作用する試験片表面の最大引張応力であり、環境助長割れを評価する試験引張応力である。Ｅは、試験片Ｓの縦弾性係数（ヤング率）である。ｔは、試験片Ｓの板厚である。ｙは、試験片Ｓの撓み量である。Ｌは、第一支点部１８と第二支点部２０との支点間距離である。Ａは、第三支点部２３と第四支点部２４との支点間距離である。
【００２８】
次に、例として、試験片ＳがＳＵＳ３１０Ｓ等のオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている場合において、試験片Ｓの外縁に６６ＭＰａの弾性域の試験引張応力を付与するときの撓み量を数１に示す式から算出する。試験片Ｓの寸法は、長さ７５ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み２ｍｍとした。試験片Ｓの縦弾性係数は、６５０℃での高温環境下で試験するときの縦弾性係数を想定して９６ｋＮ/ｍｍ２とした。第一支点部１８と第二支点部２０との支点間距離Ｌは、４６ｍｍとした。第三支点部２３と第四支点部２４との支点間距離Ａは、１８ｍｍとした。そして数１に示す式から、試験片Ｓに６６ＭＰａの試験引張応力を作用させる撓み量ｙを算出したところ、撓み量ｙは、０．１４ｍｍであった。したがって、第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸは、第一支点部１８及び第二支点部２０の支持ピン１８ａ、２０ａ及び支持溝１８ｂ、２０ｂの少なくとも一方の大きさを調節して０．１４ｍｍとすればよい。
【００２９】
また、第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸを変えることにより、試験片Ｓに弾性域から塑性域までの試験引張応力を付与することができる。試験片Ｓに弾性域の試験引張応力を付与する場合には、第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸをより小さくして、試験片Ｓの撓み量をより小さくすればよい。試験片Ｓに塑性域の試験引張応力を付与する場合には、第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸをより大きくして、試験片Ｓの撓み量をより大きくすればよい。
【００３０】
更に、環境助長割れ試験用治具１０によれば、試験片Ｓに曲げ荷重を負荷して試験引張応力を付与するので、弾性域の試験引張応力でも容易に精度良く付与できる。例えば、上述したように、試験片Ｓがオーステナイト系ステンレス鋼で形成されているとき、６５０℃での高温環境下で、弾性域の試験引張応力６６ＭＰａで環境助長割れを評価する場合には、撓み量が０．１４ｍｍとなる。すなわち、０．１ｍｍオーダーの変位をより正確に調整することになる。環境助長割れ試験用治具１０によれば、試験片Ｓに曲げ荷重を負荷したとき、試験片Ｓが第一平板部材支点設置面２２と接触したときの撓み量が試験引張応力を付与する撓み量となるので試験引張応力の調整が容易となる。また、複数回の環境助長割れ試験を行う場合でも、試験毎の試験引張応力のばらつきを抑制することができる。
【００３１】
次に、環境助長割れ試験用治具１０の使用方法について説明する。第一平板部材１２と第二平板部材１４とを締結部材１６で締結しながら試験片Ｓに曲げ荷重を負荷する。試験片Ｓが撓み、試験片Ｓが第一平板部材支点設置面２２に接触したときに締結部材１６の締結を停止する。これにより試験片Ｓに試験引張応力が付与される。環境助長割れ試験を行う場合には、環境助長割れ試験用治具１０に試験片Ｓを取り付けた状態で、環境助長割れを評価するための試験環境に曝せばよい。例えば、応力腐食割れを評価する場合には、環境助長割れ試験用治具１０に試験片Ｓを取り付けた状態で腐食環境に曝せばよい。
【００３２】
また、環境助長割れ試験用治具１０は、更に、試験片Ｓに環境助長損傷を付与する環境助長損傷部を有するようにしてもよい。図３は、環境助長損傷部を有する環境助長割れ試験用治具３０の構成を示す図である。環境助長損傷部３２は、第一平板部材支点設置面２２における第一支点部１８と第二支点部２０との中央部に設けられ、試験片Ｓに環境助長損傷を付与する機能を有している。より詳細には、環境助長損傷部３２は、第一平板部材支点設置面２２における第一支点部１８と第二支点部２０との中央部に設けられ、第三支点部２３と第四支点部２４との支点間距離に対応する位置に設けられている。
【００３３】
環境助長損傷部３２は、試験片Ｓに環境助長損傷を付与する環境助長損傷体３２ａと、第一平板部材支点設置面２２に設けられ、環境助長損傷体３２ａを支持する支持溝３２ｂと、を備えているとよい。環境助長損傷体３２ａは、例えば、応力腐食割れを評価する場合には試験片Ｓを腐食する材料で形成されるとよく、液体金属脆化割れを評価する場合には、液体金属脆化を生じさせる液体金属材料で形成されるとよい。環境助長損傷体３２ａの形状は、特に限定されないが、円柱状のピン、ブロック、シート、箔等で形成することが可能である。例えば、試験片Ｓがステンレス鋼、ニッケル合金、アルミニウム合金、銅合金、マグネシウム合金等で形成されており、亜鉛による液体金属脆化割れを評価する場合には、環境助長損傷体３２ａには、例えば、亜鉛メッキ針金、亜鉛ピン等を用いることができる。支持溝３２ｂは、第一平板部材１２の長手方向に対して直交方向に凹状に形成されているとよい。支持溝３２ｂは、Ｖ溝等で形成することが可能である。なお、環境助長損傷体３２ａは、支持溝３２ｂを設けずに第一平板部材支点設置面２２に直接装着されるようにしてもよい。
【００３４】
環境助長損傷部３２は、環境助長損傷部３２の第一平板部材支点設置面２２からの高さＹが、第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸより小さく形成されている。これにより、第一平板部材１２と、第二平板部材１４とを締結部材１６で締結したときに、試験片Ｓが第一支点部１８及び第二支点部２０より先に環境助長損傷部３２と接触することを防止できるので、試験片Ｓに４点曲げによる曲げ荷重を負荷することができる。
【００３５】
第一支点部１８及び第二支点部２０における環境助長損傷部３２の先端からの高さ（Ｘ−Ｙ）は、締結部材１６で試験片Ｓに曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れを評価する試験引張応力を試験片Ｓに付与する撓み量に設定されている。図４は、環境助長損傷部３２を有する環境助長割れ試験用治具３０で試験片Ｓに曲げ荷重を負荷した状態を示す図である。締結部材１６で試験片Ｓが環境助長損傷部３２に接触するまで曲げ荷重を負荷することにより、試験片Ｓが環境助長損傷部３２と接触した状態で、試験片Ｓに試験引張応力を付与することができる。試験片Ｓが環境助長損傷部３２と接触するまで締結部材１６により試験片Ｓに曲げ荷重を負荷すればよいので、試験片Ｓに試験引張応力を精度良く付与することが可能となる。
【００３６】
次に、環境助長損傷部３２を有する環境助長割れ試験用治具３０の使用方法について説明する。第一平板部材１２と第二平板部材１４とを締結部材１６で締結しながら試験片Ｓに曲げ荷重を負荷する。試験片Ｓが撓んで環境助長損傷部３２と接触したときに締結部材１６の締結を停止する。これにより試験片Ｓに試験引張応力が付与される。このように、試験片Ｓは、環境助長損傷部３２と接触した状態で試験引張応力が付与されるので、液体金属脆化割れ等の環境助長割れ試験を行うことができる。
【００３７】
また、第一支点部１８及び第二支点部２０における環境助長損傷部３２の先端からの高さ（Ｘ−Ｙ）を変えることにより、試験片Ｓに付与する試験引張応力を変えることができる。第一支点部１８及び第二支点部２０における環境助長損傷部３２の先端からの高さ（Ｘ−Ｙ）は、第一支点部１８及び第二支点部２０の第一平板部材支点設置面２２からの高さＸを調整してもよいし、環境助長損傷部３２の第一平板部材支点設置面２２からの高さＹを調整してもよい。
【００３８】
上記構成の環境助長割れ試験用治具によれば、試験片に曲げ荷重を負荷して試験引張応力を付与するので、定荷重試験装置等で引張荷重を負荷する場合よりも、荷重負荷機構を簡素にして環境助長割れを簡易に評価することができる。また、上記構成の環境助長割れ試験用治具によれば、荷重負荷機構が簡素なので、高温環境等で環境助長割れ試験を行う場合でも、容易に高温環境下に曝露することが可能となる。
【００３９】
上記構成の環境助長割れ試験用治具によれば、試験片に弾性域の試験引張応力を容易に精度良く付与することができる。より詳細には、定荷重試験装置等で引張荷重を負荷して、試験片に弾性域の試験引張応力を付与する場合には、試験片に付与する歪み量が小さいために歪み量の調整が難しく、精度良く試験引張応力を付与することが困難である。上記構成の環境助長割れ試験用治具によれば、試験片に曲げ荷重を負荷して試験引張応力を付与するので、試験片に弾性域の試験引張応力を容易に精度良く付与することができる。これにより、試験片に弾性域の試験引張応力を付与した状態で、環境助長割れを評価することが可能となる。例えば、塑性域の試験引張応力のような高応力負荷条件下で環境助長割れ感受性がある金属材料について、弾性域の試験引張応力を付与したときの環境助長割れ感受性の有無を評価することができる。この結果、塑性域の試験引張応力では環境助長割れ感受性が有る場合でも、弾性域の試験引張応力では環境助長割れ感受性が無い場合には、ボイラに用いられるステンレス配管等の溶接構造体であれば溶接後熱処理（ＰＷＨＴ）等によって弾性域まで応力改善を図ることによって環境助長割れを抑制することができる。
【００４０】
次に、本開示の他の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図５は、環境助長割れ試験用治具４０の構成を示す図である。なお、同一の構成については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４１】
環境助長割れ試験用治具４０は、試験片Ｓを支持する第一支点部１８と第二支点部２０とを有する第一平板部材１２と、第一平板部材１２と反対側から試験片Ｓを支持し、第一支点部１８と第二支点部２０との支点間距離より小さい支点間距離で設けられる第三支点部２３と第四支点部２４とを有する第二平板部材１４と、を備えている。第一支点部１８と、第二支点部２０とは、第一平板部材支点設置面２２からの高さが同じに形成されている。また、環境助長割れ試験用治具４０は、第一平板部材１２と第二平板部材１４とを締結して、第一支点部１８から第四支点部２４で試験片Ｓを支持して試験片Ｓに４点曲げ荷重を負荷する締結部材１６を備えている。
【００４２】
第一平板部材１２は、第一平板部材支点設置面２２に設けられる開口部４２と、開口部４２に配置される可動部４４と、を備えている。
【００４３】
開口部４２は、第一平板部材支点設置面２２に設けられ、第一支点部１８と第二支点部２０との中央部に第一平板部材１２の板厚方向に開口して形成されている。より詳細には、開口部４２は、第一支点部１８と第二支点部２０との中央部に設けられ、第三支点部２３と第四支点部２４との支点間距離に対応する位置に貫通穴で形成されている。開口部４２は、可動部４４を挿通可能な可動部挿通穴４２ａと、可動部挿通穴４２ａと連通する可動部挿通穴連通溝４２ｂと、を備えているとよい。可動部挿通穴４２ａの内周面は、雌ネジで形成されている。可動部挿通穴４２ａの内周面は、例えば、Ｍ１０の雌ネジで形成することができる。可動部挿通穴連通溝４２ｂは、第一平板部材１２の長手方向に対して直交方向に延びて形成されているとよい。可動部挿通穴連通溝４２ｂは、例えば、溝幅が３０ｍｍから３５ｍｍ、溝深さが３ｍｍから５ｍｍとすることができる。
【００４４】
可動部４４は、開口部４２に配置され、第一平板部材１２の板厚方向に可動可能に設けられている。また、可動部４４は、試験片Ｓに曲げ荷重を負荷したときに試験片Ｓと接触し、環境助長割れを評価する試験引張応力を試験片Ｓに付与させる撓み量を規定する機能を有している。可動部４４が第一平板部材１２の板厚方向に可動可能に設けられているので、試験片Ｓに曲げ荷重を負荷するときの試験片Ｓとの接触位置を調整することができる。これにより、環境助長割れを評価する試験引張応力を試験片Ｓに付与させる撓み量を変えることができる。
【００４５】
可動部４４は、ボルト体４４ａと、ボルト体４４ａの先端に設けられるプレート４４ｂと、を備えているとよい。ボルト体４４ａは、頭部と、頭部に設けられる軸部と、を有しているとよい。軸部は、軸部の長さが第一平板部材１２の板厚より大きく形成されているとよい。軸部の外周面は、可動部挿通穴４２ａと螺合可能な雄ネジで形成されている。これにより試験片Ｓとの接触位置を精度良く位置決めできる。ボルト体４４ａは、Ｍ１０ボルト等で形成することが可能である。プレート４４ｂは、開口部４２の可動部挿通穴連通溝４２ｂに収容可能に形成されている。プレート４４ｂは、第一平板部材１２の長手方向に対して直交方向に延びて形成されているとよい。プレート４４ｂは、金属板やセラミックス板等で形成することが可能である。ボルト体４４ａと、プレート４４ｂとは、一体で形成されていてもよいし、溶接や接着等で接合して形成されていてもよい。
【００４６】
次に、環境助長割れ試験用治具４０の使用方法について説明する。図６は、環境助長割れ試験用治具４０で試験片Ｓに曲げ荷重を負荷した状態を示す図である。まず、第一支点部１８及び第二支点部２０における可動部４４の先端であるプレート４４ｂからの高さが、締結部材１６で試験片Ｓに曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れ試験を評価する試験引張応力を試験片Ｓに付与させる撓み量となるように、ボルト体４４ａでプレート４４ｂの位置を調整する。そして、第一平板部材１２と、第二平板部材１４とを締結部材１６で締結し、試験片Ｓがプレート４４ｂに接触するまで試験片Ｓに曲げ荷重を負荷する。これにより、環境助長割れを評価する試験引張応力を試験片Ｓに付与させることができる。なお、環境助長割れ試験を行う場合には、試験片Ｓを取付けた環境助長割れ試験用治具４０を、所定の環境に曝せばよい。
【００４７】
試験片Ｓにより小さい試験引張応力を付与させる場合には、ボルト体４４ａでプレート４４ｂの位置を移動させて、第一支点部１８及び第二支点部２０におけるプレート４４ｂからの高さをより小さくすればよい。試験片Ｓにより大きい試験引張応力を付与させる場合には、ボルト体４４ａでプレート４４ｂの位置を移動させて、第一支点部１８及び第二支点部２０におけるプレート４４ｂからの高さをより大きくすればよい。
【００４８】
また、環境助長割れ試験用治具４０は、試験片Ｓに環境助長損傷を付与する環境助長損傷部を有するようにしてもよい。図７は、環境助長損傷部を有する環境助長割れ試験用治具５０の構成を示す図である。
【００４９】
環境助長損傷部５２は、可動部４４の先端であるプレート４４ｂに設けられており、試験片Ｓに環境助長損傷を付与する機能を有している。環境助長損傷部５２は、試験片Ｓを環境助長損傷可能な材料で形成されている。環境助長損傷部５２は、上述した環境助長損傷部３２の環境助長損傷体３２ａと同様の構成のものを用いることができる。環境助長損傷部５２は、プレート４４ｂに接着や溶接等で取り付けることができる。
【００５０】
次に、環境助長損傷部５２を有する環境助長割れ試験用治具５０の使用方法について説明する。図８は、環境助長割れ試験用治具５０で試験片Ｓに曲げ荷重を負荷した状態を示す図である。
【００５１】
まず、第一支点部１８及び第二支点部２０における環境助長損傷部５２の先端からの高さが、締結部材１６で試験片Ｓに曲げ荷重を負荷したときに、環境助長割れを評価する試験引張応力を試験片Ｓに付与する撓み量となるように、ボルト体４４ａでプレート４４ｂの位置を移動させて環境助長損傷部５２の位置を調整する。そして、第一平板部材１２と、第二平板部材１４とを締結部材１６で締結し、試験片Ｓが環境助長損傷部５２に接触するまで試験片Ｓに曲げ荷重を負荷する。これにより、試験片Ｓに環境助長損傷を付与した状態で、試験引張応力を試験片Ｓに付与させることができる。
【００５２】
上記構成の環境助長割れ試験用治具によれば、試験片に曲げ荷重を負荷して試験引張応力を付与するので、定荷重試験装置等で引張荷重を負荷する場合よりも、荷重負荷機構を簡素にして環境助長割れを簡易に評価することができる。また、環境助長割れ試験用治具によれば、荷重負荷機構が簡素なので、高温環境等で環境助長割れ試験を行う場合でも、容易に高温環境下に曝露することが可能となる。更に、可動部により試験片との接触位置を調節することができるので、環境助長割れ試験を評価する試験引張応力を試験片Ｓに付与する撓み量を容易に調整することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０、３０、４０、５０  環境助長割れ試験用治具
１２  第一平板部材
１４  第二平板部材
１６  締結部材
１８  第一支点部
２０  第二支点部
２２  第一平板部材支点設置面
２３  第三支点部
２４  第四支点部
２８  第二平板部材支点設置面
３２  環境助長損傷部
４２  開口部
４４  可動部
５２  環境助長損傷部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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