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R 1612

:2010

(1)

目  次

ページ

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  用語及び定義 

1

4

  装置及び器具 

2

5

  試験片

4

5.1

  試験片の形状及び寸法 

4

5.2

  試験片のりょう(稜)の丸め又は面取り 

5

5.3

  試験片の表面粗さ

5

5.4

  試験片の数 

5

6

  試験方法

5

6.1

  試験片の幅及び厚さの測定 

5

6.2

  支点間距離及び荷重点間距離

5

6.3

  雰囲気

5

6.4

  加熱方法 

6

6.5

  負荷方法 

6

6.6

  温度,変位量及び破断時間の測定方法 

6

6.7

  試験時間,試験温度及び負荷応力の設定 

6

6.8

  負荷荷重の計算

6

7

  ひずみ量の計算 

6

8

  報告書

7

8.1

  必す(須)事項

7

8.2

  推奨事項 

8


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(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,社団法人日本ファ

インセラミックス協会(JFCA)及び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 R 1612:2002 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,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

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,実用新案権及び出願公開後の実用新案登録出願にかかわる確認について,責

任はもたない。


日本工業規格

JIS

 R

1612

:2010

ファインセラミックスの曲げクリープ試験方法

Testing method for bending creep of fine ceramics

適用範囲 

この規格は,一定温度,一定荷重の連続的な条件の下で,機械部品,構造材料などの高強度材料として

使用するファインセラミックスの 4 点曲げクリープ試験方法について規定する。

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 0601

  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

JIS B 0621

  幾何偏差の定義及び表示

JIS B 7502

  マイクロメータ

JIS B 7503

  ダイヤルゲージ

JIS B 7507

  ノギス

JIS C 1602

  熱電対

JIS R 1600

  ファインセラミックス関連用語

JIS Z 8401

  数値の丸め方

JIS Z 8704

  温度測定方法−電気的方法

用語及び定義 

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS R 1600 によるほか,次による。

3.1 

4

点曲げクリープ 

試験片を一定距離に配置された 2 支点上に置き,支点間の中央から左右に等しい距離にある 2 点に分け

て一定荷重を加えたときの,時間的経過に対する試験片の変形。

3.2 

支持具 

4

点曲げクリープ試験において,試験片を支点で支え,又は試験片に荷重を加える器具で,丸棒又は先

端が一定の曲率半径をもつナイフエッジ状のもの。

3.3 

試験片変形量 

内側荷重点間の試験片の変形量を引張応力が負荷される面で直接測定した値(

図 参照)。


2

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3.4 

荷重点変位量 

上部又は下部のジグ移動量から荷重点の変位を測定した値(

図 参照)。

3.5 

ひずみ(歪) 

試験片の弾性変形量を除いた試験片変形量,又は荷重点変位量から算出した引張応力負荷面の伸び量を

元の長さで除した値。

3.6 

負荷応力 

クリープ試験開始時に試験片に加える応力で,引張応力負荷面の最大応力。

3.7 

破断時間 

4

点曲げクリープ試験において,試験開始後から試験片が破断するまでの時間。

装置及び器具 

4.1

  試験機  試験機は,次のとおりとする。

a)

試験機は,その荷重容量の 5∼100 %の範囲で,±0.5 %の荷重精度をもたなければならない。

b)

試験機は,外部からの振動及び衝撃の影響を受けないように据え付けなければならない。

c)

試験機は,おもりによる直接荷重式のもの,単てこ荷重式又はモータ駆動による電気機械式のものな

どが好ましく,荷重の中心軸がずれることなく,円滑に負荷できる機構でなければならない。また,

試験時の荷重変動が±1 %の範囲で制御可能なものでなければならない。

4.2

  試験ジグ  試験ジグは 4 点曲げ(図 参照)とし,使用する試験片(箇条 及び図 参照)によって

支点間距離が 30 mm と 40 mm とに区分する(

表 参照)。

表 1−曲げ方式,試験片,支点間距離及び荷重点間距離 

単位  mm

曲げ方式

試験片

支点間距離

荷重点間距離

標準試験片 I 30±0.5 10±0.5

4

点曲げ方式

標準試験片 II 40±0.5 20±0.5

4.3

加熱装置  加熱装置は,温度調節装置を備えた加熱炉を用い,試験中常に試験片全体にわたり,指示

温度の±0.5 %の温度範囲内で一様かつ一定に加熱することができるものでなければならない。

4.4

温度測定装置  温度測定装置は,計測器と熱電対とからなり,次のとおりとする。

a)

測定精度及び計測器  測定精度及び計測器は,測定精度が定格値の±0.5 %で,JIS Z 8704 に規定する

B

級測定方式の測定精度及び計測器とする。

b)

熱電対  熱電対は,次による。

1)

温度測定は,JIS C 1602 に規定する熱電対で行う。

2)

熱電対の測温接点は,試験片の表面と熱的によく接触し,炉壁からの放射熱を避けるように適切に

遮へいしなければならない。

3)

熱電対以外の温度計を使用するときは,熱電対による場合と同等又はそれ以上の精度のものでなけ

ればならない。


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4.5

試験片変形量測定装置及び荷重点変位量測定装置  試験片変形量測定装置は,試験片の変形を直接測

定するものであり,荷重点変位量測定装置は,上部又は下部のジグ移動量から荷重点変位を測定するもの

で,0.001 mm の変位を読み取れるものでなければならない。試験片変形量測定装置及び荷重点変位量測定

装置は,温度変化の影響を受けないようにしなければならない。

4.6

支持具  支点及び荷重点における支持具は,試験温度において弾性率 147 GPa 以上をもち,試験中に

塑性変形及び破壊がなく,試験片との付着又は化学的反応を生じにくい材質のものとする。支持具先端の

曲率半径 R

1

及び R

2

(丸棒の場合は直径 D)は,

図 に示すものを用いる。支持具先端表面の表面粗さは,

JIS B 0601

に規定する 0.4

μmRa 以下とする。また,支持具は左右同一形状とし,試験片幅方向の支持具の

長さは,試験片の幅(W)より大きくなければならない。回転可能な構造をもつ支持具を用いる試験ジグ

の場合には,試験片と支持具との間に発生する摩擦力を緩和するためにだけ支持具が回転・移動する構造

とし,測定途中で支持具の位置が大きく変動しない構造とする必要がある。支持具が固定され回転しない

場合には,得られる測定値は,実際の強度よりも理論的に高くなるため,注意が必要である。

なお,支持具が回転可能な構造をもつか否かを 8.1 d) 5)で記載する。

4.7

マイクロメータ  マイクロメータは,JIS B 7502 に規定する外側マイクロメータ又はこれと同等以上

の精度をもつものを用いる。

4.8

ダイヤルゲージ  ダイヤルゲージは,JIS B 7503 に規定する目量が 0.01 mm のダイヤルゲージ又はこ

れと同等以上の精度をもつものを用いる。

4.9

ノギス  ノギスは,JIS B 7507 に規定する最小読取値 0.05 mm のノギス又はこれと同等以上の精度を

もつものを用いる。


4

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標準試験片に対する荷重点間距離及び支点間距離    試験片の幅    W=4.0±0.1 mm

標準試験片 I

l

=10±0.5 mm,L=30±0.5 mm    試験片の厚さ  t=2.0±0.1 mm

標準試験片 II

l

=20±0.5 mm,L=40±0.5 mm    試験片の全長  L

T

(mm)

支持具の直径  D=4∼6 mm

a)

  回転形ジグ 

標準試験片に対する荷重点間距離及び支点間距離

試験片の幅    W=4.0±0.1 mm

標準試験片 I

l

=10±0.5 mm,L=30±0.5 mm  a=10±0.5 mm

試験片の厚さ  t=2.0±0.1 mm

標準試験片 II

l

=20±0.5 mm,L=40±0.5 mm  a=10±0.5 mm

試験片の全長  L

T

(mm)

支持具先端の曲率半径  R

1

及び R

2

=2∼3 mm

b)

  固定形ジグ 

図 1−曲げクリープ用試験ジグの構造(形状は一例を示す) 

試験片 

5.1 

試験片の形状及び寸法 

試験片の形状は,断面が長方形の角柱とする。その標準寸法は,全長(L

T

)36 mm 以上 45 mm 未満,幅

W)4.0±0.1 mm,厚さ(t)2.0±0.1 mm(標準試験片 I)

,又は全長(L

T

)45 mm 以上,幅(W)4.0±0.1


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mm

,厚さ(t)2.0±0.1 mm(標準試験片 II)とする。

図 に試験片の形状及び寸法を示す。JIS B 0621 

規定する試験片上下面の平行度は,0.02 mm 以下とする。試験片の幅及び厚さは,JIS B 7502 に規定する

外側マイクロメータ,JIS B 7503 に規定するダイヤルゲージ又はこれと同等以上の精度をもつ測定装置を

用いて,あらかじめ 0.01 mm の精度で測定する。寸法が標準寸法と異なる場合は,報告書に記載する。

全長(L

T

) :36 mm 以上 45 mm 未満(標準試験片 I)

,45 mm 以上(標準試験片 II)

幅(W

:4.0±0.1 mm

厚さ(t)  :2.0±0.1 mm

図 2−試験片の形状及び寸法

5.2 

試験片のりょう(稜)の丸め又は面取り 

試験片は,

図 のとおりりょうを丸めるか,又は面取りをする。

    W :試験片の幅(mm) 
    t  :試験片の厚さ(mm)

r

及び c :0.2∼0.3 mm

図 3−試験片のりょうの丸め又は面取り 

5.3 

試験片の表面粗さ 

試験片の上下面の表面粗さは,通常,JIS B 0601 に規定する 0.2

μmRa 以下とする。それ以外の場合は,

報告書に記載する。

5.4 

試験片の数 

試験片の数は特に規定しないが,報告書に記載する。

試験方法 

6.1 

試験片の幅及び厚さの測定 

試験片の幅及び厚さの測定は,あらかじめ JIS B 7502 に規定するマイクロメータ又は JIS B 7503 に規定

するダイヤルゲージを用いて 0.01 mm の精度で測定する。

6.2 

支点間距離及び荷重点間距離 

支点間距離及び荷重点間距離は,

図 のとおりとし,あらかじめ JIS B 7507 に規定するノギスを用いて

測定する。

6.3 

雰囲気 

測定の雰囲気は,大気中,真空中,窒素ガス中又はその他の雰囲気とし,試験片及び支持具に影響を及


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ぼさないものとする。

6.4 

加熱方法 

試験温度に至るまで試験片及びジグが熱衝撃によって破壊しない速度で昇温する。昇温後試験片全体が

試験温度に達するまで均熱時間をおくが,この均熱時間は,通常,10∼30 分間とし,この時間内に負荷前

の最終温度調節を行う。昇温速度及び均熱時間は記録する。

6.5 

負荷方法 

試験温度に設定を終えた後,衝撃を避ける範囲内で,できるだけ速やかに荷重をかける。

6.6 

温度,変位量及び破断時間の測定方法 

測定方法は,次による。

a)

試験片の温度測定は,

連続的な記録を行うか,

又は温度の変動が検知できる十分な回数の測定を行い,

全試験期間中の試験片の温度条件が満足されなければならない。

b)

試験片変形量及び荷重点変位量の測定は,全試験期間中についてクリープ曲線が明りょうに描けるよ

うに十分な回数を行うものとする。

c)

破断時間は,同一温度,同一荷重のもとで試験を行ったときの破断に至るまでの時間をもって評価す

る。

6.7 

試験時間,試験温度及び負荷応力の設定 

100

時間のひずみ量が 0.1 %程度である応力及び温度条件を少なくとも一つ選ぶ。1 温度条件で少なくと

も 3 応力条件以上を行うことが望ましく,そのうち 1 応力条件では,破断時間が 100 時間以上でなければ

ならない。

6.8 

負荷荷重の計算 

負荷荷重は,個々の試験片寸法の測定値から,次の式(1)によって算出し,JIS Z 8401 によって,小数点

以下 3 けたに丸める。

(

)

l

L

Wt

P

=

3

2

2

σ

 (1)

ここに,

P

負荷荷重(N)

σ

負荷応力(Pa)

L

下部支点間距離(m)

l

上部荷重点間距離(m)

W

試験片の幅(m)

t

試験片の厚さ(m)

ひずみ量の計算 

図 及び図 に示す試験片変形量又は荷重点変位量を用い,次の式(2)及び式(3)から,ひずみ量を算出し,

JIS Z 8401

によって,小数点以下 3 けたに丸める。

試験片変形量を用いる場合は,式(2)による。

100

4

2

1

×

=

l

t

δ

ε

 (2)

荷重点変位量を用いる場合は,式

(3)

による。

(

)(

)

100

2

6

2

×

+

=

l

L

l

L

t

δ

ε

 (3)

ここに,

ε

ひずみ量(

%


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δ

1

試験片変形量(

m

δ

2

荷重点変位量(

m

 

図 4−試験片変形量測定方法

図 5−荷重点変位量測定方法 

報告書 

8.1 

必す(須)事項 

次の項目を記述する。

a)

試験片材質

b)

試験片の形状及び寸法

c)

試験片の表面粗さ

d)

試験条件

1)

試験温度

2)

負荷応力

3)

負荷荷重

4)

雰囲気

5)

支持具の形式(固定形又は回転形の別)

6)

試験片変形量測定方法又は荷重点変位量測定方法


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e)

試験結果

1)

時間−ひずみ曲線(例を

図 に示す。)

2)

試験片の個数

f)

規格番号

8.2 

推奨事項 

次の項目についての記録を付記することが望ましい。

a)

試験片

1)

製造業者名

2)

種類又は記号

3)

化学成分

4)

加工条件

5)

熱処理の有無及び熱処理条件

6)

材料の室温における機械的性質

7)

材料の試験温度における曲げ強さ

b)

試験条件

1)

試験機の形式

2)

加熱装置の形式及び温度測定方式

3)

昇温速度

4)

均熱時間

c)

試験結果

1)

負荷応力−破断時間の関係(例を

図 に示す。)

2)

破断位置及び破壊源

3)

試験後の試験片の外観写真

4)

試験片が破断した場合の破面写真

図 6−時間−ひずみ曲線(例) 


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図 7−負荷応力−破断時間の関係(例)