宇宙関連材料強度データシートの発行について
独立行政法人物質・材料研究機構
独立行政法人宇宙航空研究開発機構
NIMSは中期計画における知的基盤の充実に向けた取り組みの一環として、国産ロケットの信頼性向上を目的とした宇宙関連材料強度データシートを発行した。
概要
独立行政法人物質・材料研究機構 (理事長 : 岸 輝雄) は、中期計画における知的基盤の充実に向けた取り組みの一環として、国産のロケットに用いられる材料の特性取得と信頼性向上のために、宇宙関連材料強度データシートを発行した。
今回発行したのは、『No.7 304L 鍛造材の破壊靱性および高サイクル疲労特性データシート』、『No.8 アロイ718(1318K溶体化処理)母材、溶接継手の高サイクル疲労特性データシート - 切欠の影響 - 』、『No.9 アロイ718 (1318 K 溶体化処理) 母材、溶接継手の疲労き裂進展特性データシート』である。
このプロジェクトは、物質・材料研究機構と、宇宙航空研究開発機構との連携で推進している。今後、ロケットに用いられる先進材料のチタン合金、アロイ718、銅合金、超合金等のデータシートの発行を予定している。
発行内容について
今回発行したデータシートは、H-ⅡAロケットの液体酸素或いは液体水素ターボポンプに使用されている材料と同等の、ステンレス鋼304L (Fe-19Cr-10Ni-0.02C) 鍛造材の液体ヘリウム温度 (4K) 、液体水素温度 (20K) 、液体窒素温度 (77K) 、室温 (293K) と高温 (773K) にかけての引張特性、衝撃吸収エネルギー、破壊靭性および高サイクル疲労特性データシート (No.7) 、およびニッケル基超合金718 (53Ni-18Cr-5Nb-3Mo- 1Ti) (1045℃溶体化材)の母材と溶接継手の液体窒素温度 (77K) 、室温 (293K) と高温 (873K) における高サイクル疲労特性データシート (No.8) および疲労き裂進展特性データシート (No.9) である。
波及効果について
液体ロケットエンジンの信頼性を向上させるためには、エンジンの過酷な環境 (高温・高圧、極低温、熱衝撃、水素) での設計余裕を高い精度で把握して、設計の改良につなげるとともに、設計余裕を配慮した製造・検査の工程を設定する必要がある。既に得られたデータは、H-ⅡAロケットの第1段エンジンLE-7Aと第2段LE-5Bの設計評価やエンジンの動作条件の確認に使用され、H-ⅡAロケットの打上げに大きく寄与している。
今回のデータシートでも、国内で初めて公表する実際に使われる国産材料の液体水素温度を含む使用温度における諸特性を掲載している。
