2006 Fiscal Year Annual Research Report
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18062002
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
加藤 雅治 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50161120)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾中 晋 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (40194576)
東田 賢二 九州大学, 工学研究院, 教授 (70156561)
友田 陽 茨城大学, 大学院理工学研究科, 教授 (90007782)
辻 伸泰 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (30263213)
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| Keywords | 強化機構 / 強度の加算則 / 破壊靭性 / 転位 / 結晶粒微細化 / 中性子回折 / ECAP / ARB |
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| Research Abstract |
巨大ひずみ材料は,粒内高密度格子欠陥や極微細結晶粒等による複数の強化機構を最大限に利用しようとする材料である.しかし,異なる強化機構による強度の加算は十分には理解されていない.そこで,この加算則についての理論的な考察を行った.異なる障害物の加算において,それぞれの障害物による抵抗力の波長の比と強度の加算則における式の形式を関連付けることができた.
結晶粒微細化した金属材料は高強度であると同時に高靱性を示すが,その機構を転位論的立場から考察した.その結果,微細化した組織中の粒界は転位運動の障害となるよりも,むしろ転位源としての役割に着目すべきことが示唆された.またその高い降伏応力についても.粒界への転位堆積モデルよりも粒界から生成された転位の張り出しにその律速過程を求めることが適切と考えられる.これらの考えを検証すべく,巨大ひずみ加工を加えたIF鋼について,シャルピー試験後の試料ノッチ先端近傍を集束イオンビーム(FIB)法を用いて選択的に薄膜化しTEM観察し,その転位組織観察を行った.
4Nのアルミニウムを用いてECAPによりひずみを与えた試料を作製し、試料全体の平均集合組織、残留粒ひずみ(結晶粒単位の残留内部応力)などを中性子回折によって測定した。その結果、(1)加工により非対称な集合組織が形成されること、(2)回折プロファイル半値幅がARBの繰り返し数に伴い最初は増加するがやがて減少すること(転位密度の減少が推測される)および(3)残留粒ひずみの極点図と結晶配向極点図の間に相関性がみられることを見出した。
ARBによる巨大ひず加工を施され超微細粒組織をAlやFeにおいて、通常材では決して見られない以下のような特異メカニクスを発見した.(i)Hardening by Annealing and Softening by Deformation、(ii)純アルミニウムにおける降伏点降下現象、(iii)Hall-Petch関係におけるExtra Hardening、(iv)室温におけるひずみ速度依存変形。
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