2014 Fiscal Year Annual Research Report
バルクナノメタル創製の計算機・物理シミュレーション
| 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) |
柳田 明 東京電機大学, 工学部, 准教授 (20432065)
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, グループリーダー (90354274)
土田 紀之 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90382259)
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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 |
『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』を研究課題として引き続き研究を実施した．平成26年度の結果を①～④にまとめる．
①低炭素鋼より作製したフェライト-セメンタイト鋼の場合，0.8ミクロンまでの結晶粒微細化が塑性変形限界に至るまでの優れた真応力-ひずみ関係を得るために有効であることがわかった．
②中止めせん断試験による「単純なせん断変形」，円柱圧縮試験のせん断帯に現れる「せん断＋圧縮の混合変形」，ダンベル圧縮試験による「単純な圧縮変形」によって，温度履歴および変形履歴がほぼ同じとみなせる場合にも，Nb鋼の相変態ルートで得られる内部組織が異なること，せん断変形の導入が組織微細化すなわちナノメタル創製に有効であることが判った．さらに，Nb鋼の内部組織形成過程の計算機シミュレーションを行うための材料ゲノム取得実験を実施した．
③3サイクルARBの有限要素シミュレーションを実施し，相当ひずみの定量化に成功し，効率的にバルクナノメタルを創成するARBの圧延条件を提示した．また，Nb鋼を対象に，既存の圧延機を用いることで，１パス圧下（圧下率50%）では1.6以上の相当ひずみを導入できる鋼板表面から0.2 mmの領域で1.1ミクロンの微細粒の形成に成功した．
④熱間ECAE加工(試験片サイズ8mm角，長さ40mm)によって1パス加工(相当ひずみ1.2)とその後の冷却で，試験片全長にわたり2μm程度の相変態ルートによる微細フェライト組織を得ることができた．金型温度：400℃，加工速度：16mm/s以上，アルミ微粉末潤滑剤の使用などのプロセス条件を見出した．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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