Systematic visibilization of lattice defect accumulation process during fatigue and investigation of crack initiation sources

• Project/Area Number: 24K01192
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 藤居 俊之 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (40251665)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮澤 知孝 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (70648039) ; LEI XIAOWEN 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (50726148)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2027: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2025: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: 疲労 / 転位 / き裂 / セル組織 / 変形帯

Outline of Research at the Start

材料に疲労き裂が発生する前には，材料内部で特有の転位組織形成が進行していく。しかし，その組織形成・発達過程で，いつ，どこで，何が臨界条件となってき裂発生に至るかは，未解明となっており，材料科学的な見地で捉えた疲労進行の議論から，機械工学的なき裂進展の議論への橋渡しができていない。そこで本研究では，立方晶金属および合金を対象として，種々の電子顕微鏡法を駆使して，室温での疲労により材料内部で進行する転位組織発達過程を詳細に調査することで体系的に可視化し，き裂発生源となり得る臨界転位組織を特定するとともに，転位組織の定量解析と力学解析によって，き裂発生条件の定量的クライテリアを提案する。