鋼の相変態挙動の多軸応力依存性に関する実験的検討と弾塑性構成モデルの構築

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560071
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 長岐 滋 Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (30135959)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大下 賢一 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 助教 (60334471)
• Keywords: 相変態 / 熱弾塑性構成式 / 変態誘起塑性 / 応力誘起変態 / 熱処理 / 多軸応力

Research Abstract

鋼の熱処理過程の変形シミュレーションにおいて良い精度が得られない大きな原因として,多軸応力状態下での相変態の進行と変態誘起塑性現象を適切に記述できる材料モデルが確立されていないことが挙げられる.本研究では,高温,多軸応力下での炭素鋼の変態膨張や変態誘起塑性変形を実験的に正確に測定することによりその法則性を明らかにし,これら相変態に起因する変形をより的確に表現する弾塑性材料モデルを構築することを目的とする.
このために引張応力やせん断応力が負荷された状態で,高温から急速冷却される状況において正確に引張,せん断ひずみが計測できる装置を開発した.この装置を用いて様々な冷却速度における冷却実験を行い,温度-伸び線図,温度-せん断ひずみ線図を取得した.応力,特にせん断応力が負荷された状態での温度-伸び線図を実験的に明らかにした研究例は数少なく,変態開始と終了の温度,変態膨張ひずみ,変態誘起塑性ひずみなどに関する応力の影響を調べることができた.得られた実験データをもとに,相の体積分率に関する移行式に応力の依存性を取り込んだ弾塑性モデルを構築した.