2012 Fiscal Year Annual Research Report
Physical and Numerical Simulations on the Formation of Bulk-nanostructured Metals
| Project Area | Bulk Nanostructured Metals -New Metallurgy of Novel Structural Materials |
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| Project/Area Number |
22102005
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柳本 潤 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90220194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 忠信 独立行政法人物質・材料研究機構, 元素戦略材料センター, 主幹研究員 (90354274)
土田 紀之 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90382259)
柳田 明 東京電機大学, 工学部, 准教授 (20432065)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 金属組織制御 / ナノ構造 / バルク材料 / 強ひずみ加工 / 材料強度 / 数値シミュレーション / 物理シミュレーション / 材料試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
優れたバルクナノメタルの創製を高効率に行うためには，変形や温度がバルクナノメタル創製に及ぼす影響の定量的な把握と，これをもとにしたバルクナノメタル創製機構の解明が必要である．また，バルクナノメタルが具備すべき重要な特性である延性あるいは塑性加工性を保つためには，相変態を含む加工熱処理プロセスからのバルクナノメタル創製も重要な課題である．
本計画研究班では、相変態を含む加工・熱処理プロセスによるバルクナノメタル創製を，計算機シミュレーションと物理シミュレーションによって，金属学(metallurgy)および加工学(forming)に基づき多面的に検討し，新プロセス提案(synthesis)に繋げるべく定量的に解明する．材料としては，単純組成鉄鋼(0.15％C-0.2％Si-1.4%Mn)，ならびに0.03%Nb添加鋼を対象とする．
『塑性変形限界の真の応力－ひずみ関係に関する基礎データの確立』『強せん断変形によるバルクナノメタル創製の物理ミュレーション』『加工ひずみ制御によるバルクナノメタル創製の有限要素シミュレーション』『塑性加工限界のマルチスケールシミュレーションのための基礎データの確立』を研究課題として、昨年度に引き続き研究を実施した．各研究課題の新鮮な成果の共有と共同研究の促進のために年間4回程度の研究班会議を実施しており，累計開催数は10回となった．平成24年度の一連の共同研究により明らかとなったことを以下にまとめる。
①0.15%FC単純成分鋼の微細化指導原理は0.8ミクロンとの意識の共有，②NIMS創製材の塑性加工限界を兵庫県立大で同定，③SSカーヴの同定のための圧縮試験を東大で実施，④東京電機大による計算機シミュレーションのためのSSカーヴの同定，⑤計算機シミュレーションでのNIMSメッシュサイズ情報の東大・東京電機大での共有，東京電機大でSSカーヴの同定．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に従って粛々と研究を進めており、研究目的と照らし合わせた研究の達成度は、おおむね順調であると判断できる。領域全体の中間評価でも、「評価結果：Ａ （研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる）」と判定されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度：これまで蓄積した強せん断試験，ECAP，ARBの各手法におけるシミュレーション成果を活用し，実験による加工組織観察を併せて行うことで，ひずみと組織の普遍的関係を構築し，バルクナノメタル創製のプロセス指針を検討する（井上，柳本，柳田）．有限要素解析で使用する材料データは研究班内で連携して得られる真応力－真ひずみ関係を用いる（井上，土田）．本研究を通じて創成された微細粒材料も含めて，「断続引張試験法」によって塑性変形限界の真の応力－ひずみ関係を測定する．得られた結果を，従来のデータと比較するとともに，塑性変形限界の真の応力-ひずみ関係を元にした新たな視点からの変形挙動の整理を試みる（土田，柳田）．
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