2017 Fiscal Year Annual Research Report
Average atomic displacement: a universal parameter for predicting degree of solid solution strengthening in dilute and concentrated solid-solution alloys as well as high entropy alloys
| Project/Area Number |
16K14373
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
岡本 範彦 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60505692)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 固溶強化 / 原子変位 / 降伏強度 / 固溶体合金 / 格子歪場 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
構成元素数が多く溶媒と溶質の区別ができない等原子量の高エントロピー合金において，放射光X線回折により測定した原子変位パラメータと降伏強度との間に強い正の相関があることを申請者はごく最近見出した．このことは，全構成元素の理想格子位置からの平均原子変位量を第一原理等により算出しさえすれば，固溶体の強度を予測することが可能であることを強く示唆している．本研究では，まずこの相関が非等原子量高エントロピー合金やその他の多元系合金においても成り立つか調べ，また固溶体強度の濃度依存性が実測されている希薄および高濃度2元系合金群について原子変位量の放射光X線測定および第一原理計算を系統的に行うことで，「固溶強化量は構成元素の平均原子変位量に比例する」という仮説を検証し，希薄合金にしか適用できなかった旧来の固溶強化理論にとって代わる新たな包括的固溶強化理論の構築を目指す．本年度は，過去に極低温(4-25K)での臨界分解応力剪断応力(CRSS)の溶質濃度依存性が報告されている複数の二元系固溶体合金について，Special Quasi-random Structure (SQS)を用いて第一原理計算により平均原子変位量を求めた．放射光X線回折による平均原子変位量の実測は，測定精度上困難であった．剛性率により規格化したCRSSと，バーガースベクトル(格子定数)により規格化した平均原子変位量との間には，強い正の相関があり，合金系に依らずほぼ一本のマスター直線に乗り，高エントロピー合金など多元系合金に限らず二元系合金においても平均原子変位量が強度の予測指標になりうることがわかった．
|
