Materials strength evaluation model in the microstructure contains various defects with various strength factor

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K18260
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藪内 聖皓 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (70633460)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 転位 / 転位動力学 / 材料強度 / 格子欠陥 / 転位ループ / ボイド / 析出物

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、転位に対する抵抗力（強度因子）が異なる様々な欠陥が混在する組織中での転位の運動プロセスを転位動力学法を基に明らかにすることで、材料強度（硬化量）を正しく評価できるモデル（計算式）を構築することである。強度因子の異なる欠陥が混在する組織の硬化量の算出には、線形加算則や非線形加算則など様々な式が提案されているが、どれも系統的な研究を基に導出されたものではなく科学的根拠が希薄である。本研究提案は、転位動力学法を用いて系統的なシミュレーション実験を行うことで、科学的根拠に基づいた硬化量算出モデル（計算式）の提案を行い、前述の課題解決を目指すものである。

平成30年度は、これまでに開発した転位動力学コードを用いて、複数の欠陥が存在する場合について計算を行った。欠陥同士の強度因子が大きく異なる場合、強度因子の大きい欠陥が材料の硬化に強く影響する結果が得られた。しかしながら、欠陥同士の位置関係や密度によって硬化量は変化するため、強度因子だけで整理することが困難であることが明らかとなった。また、今回対象とした転位は刃状転位であり、らせん転位による影響をさらに検討に加える必要がある。特にBCC金属の場合、らせん転位の運動が刃状転位よりも支配的であると考えられているため、らせん転位についての検討は重要である。らせん転位の交差すべりやすべり面の検討など、今回得られた結果をもとに更に研究を進めていく必要がある。