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H 7303

:2013

(1)

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  

2

4

  原理 

2

5

  装置 

2

5.1

  適合  

2

5.2

  試験機  

2

5.3

  伸び計  

2

6

  試料の準備  

3

6.1

  直線状試料  

3

6.2

  試験片の長さ  

3

6.3

  絶縁被覆の除去  

3

6.4

  断面積(S

o

)の決定  

3

7

  試験条件  

3

7.1

  試料のつかみ  

3

7.2

  試験力の調整及び伸び計の取付け  

3

7.3

  試験速度  

3

7.4

  試験  

3

8

  結果の計算  

3

8.1

  引張強さ(R

m

  

3

8.2

  0.2 %耐力(R

p0.2A

及び R

p0.2B

  

4

8.3

  弾性係数(E

0

及び E

a

  

4

9

  不確かさ  

4

10

  試験の報告  

4

10.1

  試料  

4

10.2

  結果  

5

10.3

  試験条件  

5

附属書 A(参考)箇条 1∼箇条 10 についての参考情報  

7

附属書 B(参考)不確かさの考察  

10

附属書 JA(参考)JIS と対応国際規格との対比表  

11


H 7303

:2013

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,公益財団法人国際

超電導産業技術研究センター(ISTEC)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具し

て日本工業規格を改正すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正し

た日本工業規格である。

これによって,JIS H 7303:2002 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工業標準調査会は,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。


日本工業規格

JIS

 H

7303

:2013

超電導−機械的性質の試験方法−銅安定化ニオブ・

チタン複合超電導体の室温引張試験

Superconductivity-Part 6: Mechanical properties measurement-

Room temperature tensile test of Cu/Nb-Ti composite superconductors

序文 

この規格は,2008 年に第 2 版として発行された IEC 61788-6 を基に,技術的内容を変更して作成した日

本工業規格である。

なお,この規格で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。

適用範囲 

この規格は,銅安定化ニオブ・チタン複合超電導体について,室温で行われる引張試験方法について規

定する。

この試験は,弾性係数,銅成分の降伏による複合体の 0.2 %耐力及び引張強さを測定するために用いる。

破断伸び(%)及び Nb-Ti 成分の降伏による第 2 種の 0.2 %耐力の値は,参考にとどめられる(A.1 及び

A.2

参照)

この試験方法に使用される試料は,断面が円形又は長方形で,断面積が 0.15 mm

2

∼2 mm

2

の範囲,銅対

超電導体体積比が 1.0∼8.0 の範囲で絶縁被覆のないものとする。

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。

IEC 61788-6:2008

, Superconductivity − Part 6: Mechanical properties measurement − Room

temperature tensile test of Cu/Nb-Ti composite superconductors    (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。

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 7721

  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

注記  対応国際規格:ISO 7500-1,Metallic materials−Verification of static uniaxial testing machines−

Part 1: Tension / compression testing machines−Verification and calibration of the force-measuring

system(MOD)

JIS H 7005

  超電導関連用語


2

H 7303

:2013

注記  対 応 国 際 規 格 : IEC 60050-815 , International Electrotechnical Vocabulary − Part 815:

Superconductivity(IDT)

JIS Z 2241

  金属材料引張試験方法

注記  対応国際規格:ISO 6892-1:2009,Metallic materials−Tensile testing−Part 1:Method of test at

room temperature(MOD)

ISO 376

,Metallic materials−Calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial

testing machines

ISO 9513

,Metallic materials−Calibration of extensometers used in uniaxial testing

用語及び定義 

この規格で用いる用語及び定義は,JIS H 7005 及び JIS Z 2241 によるほか,次による。

3.1 

つかみ間長さ(L

g

 

試験前に測った試験片を支持するためのつかみ間の長さ。

3.2 

0.2 %

耐力[R

p0.2

図 を参照)] 

銅成分が 0.2 %降伏したときの応力。

注記  指定された応力 R

p0.2A

又は R

p0.2B

は,

図 中の点 A 又は点 B に相当する。この強度は,複合体

の 0.2 %耐力を代表するとみなされる。第 2 種の 0.2 %耐力は,Nb-Ti 成分が降伏するときの複

合体の 0.2 %耐力と定義される。その値は,

図 中の点 C に相当し,附属書 において補足的

に記載される(A.2 参照)

3.3 

弾性係数(E 

弾性変形領域における応力−ひずみ曲線の直線部分の勾配。

原理 

試験内容は,応力,引張強さ,0.2 %耐力,弾性係数などの機械的性質を決める目的で一般に破断まで引

張力によって試験片をひずませることである。

装置 

5.1 

適合 

試験装置及び伸び計は,JIS B 7721 及び ISO 9513 にそれぞれ適合しなければならない。校正は,ISO 376

による。この規格で特に必要な事項は,次による。

5.2 

試験機

定引張速度で制御できる引張試験機を使用する。

つかみは,

試験片に対して適切な強度及び構造をもち,

引張試験機に確実に接続できるよう構成されていなければならない。試料が試験中に滑らないように,つ

かみの面は,やすりがけするか,ローレット加工するか,又は他の方法で凹凸をつける,つかみは,ねじ

式,又は圧さく空気若しくは油圧方式とする。

5.3 

伸び計 

複合超電導体試料の機械的性質に影響しないように,伸び計の質量は,約 30 g 以下とする。特に,試験


3

H 7303

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片に曲げモーメントがかからないように,注意しなければならない(A.3 参照)

試料の準備

6.1 

直線状試料 

ボビンから採取された試験片を真っすぐにするとき,試料にできる限り影響を与えないような方法をと

らなければならない。

6.2 

試験片の長さ 

試験片の長さは,つかみ間距離とつかみ長さとを加えたものとする。伸び計の取付けの必要性から,つ

かみ間距離は,60 mm 又はそれ以上とする。

6.3 

絶縁被覆の除去 

試験片の表面が絶縁物で覆われているときには,その被覆を除去しなければならない。試料表面を損傷

しないよう化学的方法又は機械的方法を用いなければならない(A.4 参照)

6.4 

断面積(S

o

)の決定 

絶縁被覆を除去した後で,マイクロメータ又は寸法を測定する機器によって試料の断面積を測定する。

丸線の断面積は,直交する 2 か所の直径の算術平均から求める。長方形の線材の断面積は,厚さと幅との

積から求める。断面積の角の補正は,受渡当事者間の協定による(A.5 参照)

試験条件 

7.1 

試料のつかみ 

試験片は,引張試験機のつかみに装着する。このとき,試験片と引張加重軸とが直線状にあるようにす

る。試料面での滑り及び破断を避けるため,サンドペーパを緩衝材として挟むのがよい(A.6 参照)

7.2 

試験力の調整及び伸び計の取付け 

試料を取り付けたとき緩みがあるような場合には,伸び計を装着する前に,緩みを除くため複合体の

0.2 %耐力の 1/10∼1/3 の試験力をかける。伸び計を装着するとき,試験片を変形させないよう注意する。

測定方向と試料軸とが一致するように,伸び計をつかみ間の中央に装着する。伸び計の取付け後は,試験

力をゼロにする。

7.3 

試験速度 

伸び計を用いた試験の間は,ひずみ速度は 10

4

 /s∼10

3

 /s の間にする。伸び計を外した後,ひずみ速度

は,最大 10

3

 /s まで増加させてもよい。

7.4 

試験 

ひずみ速度を決められた値に設定した後で,引張試験機を作動させる。伸び計及び加重ロードセルから

の信号を,

図 に示すようにそれぞれ横軸及び縦軸にプロットする。全ひずみが約 0.2 %に達したときに

は,力を約 10 %減少させて,伸び計を取り外す。ただし,伸び計が大きなひずみ及び破断による衝撃に耐

えるものであれば,伸び計を取り外す操作はしなくともよい。この際,試験片に不必要な力がかからない

よう注意が必要である。次に,再び前のレベルまで加重を加えた後,試験片が破断するまで試験を続ける。

もし,試験片のつかみ表面で滑り又は破断が起こった場合には,試験をやり直す。

結果の計算 

8.1 

引張強さ(R

m

 

引張強さ R

m

は,最大力を原断面積で除した値とする。


4

H 7303

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8.2 0.2 

%

耐力(R

p0.2A

及び R

p0.2B

 

銅成分の降伏による複合体の 0.2 %耐力は,

図 に示すように加重及び減重の両方の応力−ひずみ曲線

から決める。加重曲線からの 0.2 %耐力 R

p0.2A

は,次のようにして決める。応力−ひずみ曲線の初期直線部

分をひずみ軸上で 0.2 %移動する(加重における 0.2 %オフセット線)

。この直線と応力−ひずみ曲線との

交点である点 A を,加重における 0.2 %耐力と定義する。減重における複合体の 0.2 %耐力 R

p0.2B

は,次の

ようにして決める。減重曲線状の直線部分を,0.2 %オフセットひずみ点に平行に移動する。この直線と応

力−ひずみ曲線との交点を,0.2 %耐力として定義する点 B とする。複合体の 0.2 %耐力が 7.2 で示した試

験前に付与した試験力の 3 倍より小さいときには,その測定は,破棄しなければならない。

それぞれの 0.2 %耐力は,次の式(1)によって計算する。

R

p0.2i

F

i

/S

0

  (1)

ここに,

R

p0.2i

各点での 0.2 %耐力(MPa)

F

i

対応する力(N)

S

0

試験片の原断面積(mm

2

添え字 i:

A 又は B

8.3 

弾性係数(E

0

及び E

a

 

弾性係数は式(2)を用い,初期加重曲線又は減重曲線のいずれかの直線部分から計算する。

E=ΔF(1+ε

a

)/(S

0

Δε)  (2)

ここに,

E: 弾性係数(MPa)

ΔF: 対応する加重力の増分(N)

Δε: Δに相当するひずみの増分

ε

a

加重開始時又は減重開始時のひずみ

初期加重曲線を用いたとき(

ε

a

=0)には は E

0

と,減重曲線を用いたとき(

ε

a

≠0)には E

a

と記載する。

不確かさ 

特に指定されないかぎり,測定は 280 K∼310 K の温度範囲で行われる。力を測定するロードセルの相対

合成標準不確かさは,0.5 %以内でなければならない。伸び計のひずみ測定の相対合成標準不確かさは,

0.5 %以内でなければならない。寸法を測る器具の相対合成標準不確かさは,0.1 %以内でなければならな

い。この試験方法で想定される弾性係数 E

0

及び E

a

の相対合成標準不確かさは,それぞれ 8 %及び 2 %であ

る。

10 

試験の報告 

10.1 

試料 

a)

試料の製造業者名

b)

分類又は記号

c)

ロット番号

次の事項は,必要であれば報告する。

d)

原料及びその化学組成

e)

試料の断面の形状・寸法

f)

フィラメント直径

g)

フィラメント数

h)

フィラメントのツイストピッチ


5

H 7303

:2013

i)

銅対超電導体体積比

10.2 

結果 

a)

引張強さ(R

m

b) 0.2

%耐力(R

p0.2A

及び R

p0.2B

c)

弾性係数(E

0

及び

ε

a

を付した E

a

次の事項は,必要であれば報告する。

d)

第 2 種の 0.2 %耐力(R

p0.2C

e)

破断伸び(%)

A

10.3

試験条件

a)

ひずみ速度

b)

つかみ間距離

c)

温度

次の事項は,必要であれば報告する。

d)

引張試験機の製造業者及び形式

e)

伸び計の製造業者及び形式

f)

つかみ方法


6

H 7303

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①  初期加重曲線 
②  初期加重曲線に対する 0.2 %オフセット線 
③  減重曲線

④  減重曲線に対する 0.2 %オフセット線 
⑤  加重曲線に対する第 2 の曲線部分 
⑥  第 2 の直線部分に対する 0.2 %オフセット線

注記 1  全ひずみが約 2 %(点 E)に達したとき,必要があれば,試験力を 10 %減少させて伸び計を取り外す。次に,

再び試験力を増加させる。

注記 2  初期加重曲線の勾配は,普通減重曲線の勾配より小さい。銅成分の降伏による複合体の 0.2 %耐力を得るため

に,横軸を 0.2 %ずらした点から 2 本の直線が引かれる。点 A は,初期加重曲線から得られたもので,点 B
は,減重曲線から得られたものである。点 C は,Nb-Ti が降伏するときの複合体の第 2 種の 0.2 %耐力である。

図 1−応力−ひずみ曲線,弾性係数及び 0.2%耐力の説明 


7

H 7303

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附属書 A

(参考)

箇条 1∼箇条 10 についての参考情報

この

附属書 は,引張試験法に著しく影響する変動因子及びこの規格を用いるときの注意を参考として

記載する。

A.1 

破断伸び(%)(A

Cu/Nb-Ti 超電導線では,銅と Nb-Ti との間に強度の差があるので,破断の衝撃によって,線は,波状に

変形することがある。このような場合には,突合せ法によって破断伸びを正確に測ることは難しい。した

がって,破断伸びの計測は,参考としてだけ扱われる。突合せ法に代わり,次に示すようにクロスヘッド

の移動から近似的に破断伸びを求めることができる。この方法を用いるためには,破断時のクロスヘッド

の位置が記録されていなければならない。破断伸びを得るための関係式は,次による。

A=100 (L

u

L

c

) /L

c

  (A.1)

ここに,

A: 破断伸び(%)

L

c

最初のクロスヘッド間距離

L

u

破断時のクロスヘッド間距離

A.2 

第 種の 0.2 %耐力(R

p0.2C

 

Nb-Ti 成分の降伏に対応する第 2 種の 0.2 %耐力は,連続繊維を含む 2 成分金属複合体に対する複合則を

基礎に合理的に定義できる。

図 に示すように,点 A の後の加重曲線の直線部分を 0.2 %だけひずみ軸に

沿って移動し,これが応力−ひずみ曲線と交差する点 C をその応力 R

p0.2C

とする。このような直線部分は,

銅成分が線形的に塑性変形するので,市販されている Cu/Nb-Ti 超電導線において通常観察される。しかし,

高い銅対非銅部比をもつか,著しく冷間加工された線材では,応力−ひずみ曲線にこのような直線部分は

現れず,丸い曲線となる。このような丸い曲線は,次に定義する 因子が 0.4 より小さいときに観察され

ることが経験的に知られている。

k=(R

m

R

p0.2A

) /R

p0.2A

  (A.2)

この R

p0.2C

は,学術的観点からは,複合体の機械的性質を記述する重要な因子の一つであるが,工学的

には,常に必要とされるものではない。

A.3 

伸び計 

ゲージ長さを決めるためのスペーサーが固定された特殊な型の伸び計を使う場合,線材の力をゼロまで

減重するときに問題が生じる。スペーサーに圧縮力が加わるのを避けるため,取付けの際には十分な隙間

があるように,実際のゲージ長さを調節しなければならない。もし,減重後の隙間が無視できないならば,

ひずみの値の計算にこれを含めなければならない。試験片が細く,かつ,伸び計が重いと,伸び計の重み

による曲げモーメントによって応力が試料にかかり,結果として,試料は,降伏してしまうことがある。

これを避けるためには,つり合いおもりをもつ軽い伸び計を注意深く取り付けなければならない。又は,

つり合いおもりのない十分軽い伸び計を用いてもよい。

図 A.1 は,全質量約 3 g のチタン合金製の伸び計

を示す。これは,非常に軽く,つり合いおもりなしで 1 個だけで使用しても,この規格の方法によって十

分な精度が得られる。

図 A.1 に示した伸び計を使用するときには,この伸び計を 2 組用意してそれぞれの


8

H 7303

:2013

エッジが対称に試験片にあたるように取り付ける。

図 A.2 は,つり合いおもりをもつ全質量 31 g の市販の

最も軽量な伸び計の一つを示す。これを用いて日本でラウンドロビン試験が行われ有効な結果が得られて

おり,これに基づいて,国際規格及びこの規格が作成された。複合超電導体は,軟らかい銅で覆われてい

るので,試料の装着のとき表面についたきずは,破壊の起点になることがある。したがって,試料の取扱

いには注意が必要である。

A.4 

絶縁被覆 

試験片の表面の被覆は,試料を損傷しない適切な有機溶媒によって除去するのがよい。もし,被覆物質

が有機溶媒で除去できないときには,

銅が損傷しないよう機械的方法を用いるのがよい。

この試験方法は,

不確かさを小さく保つため裸線に適用される。

A.5 

断面積 

より低い不確かさを必要とするときには,長方形断面線の角の半径を補正するとよい。ダイスで仕上げ

られているときは,製作仕様に記載されている値を用いて補正することが可能である。圧延又は四方ロー

ル仕上げのときには,この角の半径は,制御されていないので,断面の顕微鏡写真を用いて補正を行う。

A.6 

つかみ力 

つかみ力が弱いときには,滑りが起こり,強いときには,つかみ表面を破断してしまう。したがって,

つかみ力を調整するには注意が必要である。

単位  mm

図 A.1−軽い伸び計の例 


9

H 7303

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単位  mm

a) 

上面図 

b) 

側面図 

図 A.2−つり合いおもりを付けた伸び計 


10

H 7303

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附属書 B

(参考)

不確かさの考察

(対応国際規格の規定を不採用とした。

参考文献  [1]  島田,北条,森合,長村;低温工学  1998 第 33 巻p.665

[2]  OSAMURA, K., NYILAS, A., SHIMADA, M., MORIAI, H., HOJO, M., FUSE T. and SUGANO,

M. Adv. Superconductivity, 1999, XI, p.1515.

[3]  JIS Z 8103  計測用語

[4]  JIS H 7304  超電導−超電導体のマトリックス比試験方法−銅安定化ニオブ・チタン複合

超電導導体の銅比

注記  対応国際規格:IEC 61788-5,Superconductivity−Part 5: Matrix to superconductor

volume ratio measurement − Copper to superconductor volume ratio of Cu/Nb-Ti

composite superconductors(IDT)

[5]  ISO 3611:1978,Micrometer callipers for external measurement


附属書 JA

(参考)

JIS

と対応国際規格との対比表

JIS H 7303:2013

  超電導−機械的性質の試験方法−銅安定化ニオブ・チタン複合超

電導体の室温引張試験

IEC 61788-6:2008

  Superconductivity−Part 6 : Mechanical properties measurement−

Room temperature tensile test of Cu/Nb-Ti composite superconductors

(I)JIS の規定 (II)

国際規格
番号

(III)国際規格の規定 (IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条ご

との評価及びその内容

(V)JIS と国際規格との技術的差異
の理由及び今後の対策

箇 条 番 号
及び題名

内容

箇条番号

内容

箇 条 ご と
の評価

技術的差異の内容

3  用 語 及
び定義

つかみ間長さ,0.2 %
耐 力 及 び 弾 性 係 数

を規定

 3 引張応力,引張強さ,伸

び計ゲージ長さ,つかみ

間長さ及び弾性係数を規

削除

JIS

では,引張応力,引張強さ

及び伸び計ゲージ長さを削除

した。

JIS Z 2241

を引用することとし,こ

の規格に定義されている用語を削

除した。

変更

JIS

では,IEC 規格の 0.2 %耐

力の NOTE 1 を明確な表現に修
正した。

実質的な差異はない。

削除

JIS

では,IEC 規格の 0.2 %耐

力の NOTE 2 を削除した。

JIS Z 2241

の内容と異なっている

ため,削除した。

4  原理

4

JIS

とほぼ同じ

変更

試験内容の一部の表記を変更

した。

実質的な差異はない。

5  装置 5.2  試験機   5.2

試験機の制御方法以外に

ついては,JIS と同じ

変更

IEC

規格では,引張試験を定ひ

ずみ速度で制御できる引張試
験機を使用することになって
いるが,JIS では定引張速度制

御に変更した。

我が国では試験には,定引張速度で

制御できる引張試験機を使用して
いるため,試験機の制御方法を変更
した。IEC への提案を検討する。

6  試 料 の
準備

6.4  断面積(S

0

)の

決定

 6.4

JIS

とほぼ同じ

変更

JIS

では,6.4 の題名を変更し

た。

実質的な差異はない。

8  結 果 の
計算

8.3  弾性係数(E

0

び E

a

 8.3

JIS

とほぼ同じ

変更

JIS

では,ε

a

の説明を変更した。 JIS では,ε

a

を加重開始時及び減重

開始時両者について定義している

ため,説明を変更した。IEC への提
案を検討する。

11

H

 7303


2013


(I)JIS の規定 (II)

国際規格
番号

(III)国際規格の規定 (IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条ご

との評価及びその内容

(V)JIS と国際規格との技術的差異
の理由及び今後の対策

箇 条 番 号
及び題名

内容

箇条番号

内容

箇 条 ご と
の評価

技術的差異の内容

9  不 確 か

9

JIS

とほぼ同じ

削除

JIS

では,

“0.2 %耐力(R

p0.2A

び R

p0.2B

)と不確かさとの関係”

についての記載を削除した。

規格に直接関係する内容でないの

で,削除した。IEC への提案を検討
する。

変更

JIS

では,IEC 規格の NOTE の

記載内容を分かりやすい表現
に変更するとともに図 1 の題

名を変更した。

実質的な差異はない。

附 属 書 A
(参考)

A.3  伸び計  A.3

JIS

とほぼ同じ

追加

図 A.1 の軽い伸び計を用いた
試験方法についての説明を追

加した。

実質的な差異はない。

削除

IEC

規格の NOTE に記載の“伸

び計の入手先”を削除した。

規格にそぐわないため削除した。

A.4  絶縁被覆   A.4 被覆が除去されない場合

の強度への影響について

も記載

削除

JIS

では,被覆についての記載

を削除した。

この試験方法は裸線に適用される
ので,被覆に関する記載は不要であ

るため,削除した。IEC への提案を
検討する。

A.5  断面積  A.5

JIS

とほぼ同じ

変更

IEC

規格の“タークスヘッド仕

上げ”を我が国で使用されてい
る名称である“四方ロール仕上

げ”に変更した。

実質的な差異はない。

A.7

不確かさ

削除

不確かさについては,解説に移
動した。

不確かさに関する記載について,

IEC

への提案を検討する。

JIS

と国際規格との対応の程度の全体評価:IEC 61788-6:2008,MOD

注記 1  箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。

    −  削除……………… 国際規格の規定項目又は規定内容を削除している。 
    −  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。

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H

 7303


2013