2020 Fiscal Year Annual Research Report
ＴＥＭ内局所力学計測によるBCC金属の転位論モデル解析
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18H01696
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
大村 孝仁 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 副拠点長 (40343884)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井 誠一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (60435146)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 転位 / BCC金属 / 塑性変形 / 局所力学挙動 / TEM / 粒界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超微細粒IF鋼のTEMその場変形解析では、転位―粒界相互作用の明確な挙動が観察された(。連続的に記録されたTEM像から抜き出したスナップショットにおいて，外力負荷前において粒内に存在した転位は，外力がある値に達した時点でシュミット因子の高い転位が優先的に運動を開始し、粒界へ向かって移動後に粒界付近で消滅した。これは、転位が粒界に吸収される挙動と理解され、相互作用の特徴的な挙動の一つとされる。TEM観察と同時に計測される荷重―変位曲線においては、転位密度の低下とともに荷重が上昇する傾向が観察された。さらに塑性ひずみを上昇させると，粒界からの転位生成が確認され，転位密度の上昇が確認された。それと同時にマクロな応力－ひずみ関係は降伏現象を示した。この転位組織変化と流動応力の関係は、ひずみ速度と転位易動度の関係を与えるOrowanモデルと、転位易動度と負荷せん断応力の関係を与えるJohnston-Gilmanモデルの組み合わせで理解できる。転位核生成とその後の変形挙動に関するFe単結晶を用いた基礎的な解析において、弾性変形から遷移する際のひずみバースト現象は、バーストが発生する臨界応力の確率密度がガウス型の分布を示すのに対し、その後の比較的に小規模なバースト現象はべき乗型の分布を示すことを初めて明らかにした。弾性変形からの遷移過程は，無欠陥領域からの転位核生成が素過程と理解され，bcc金属の場合は高いパイエルス応力のために臨界応力が高くなる傾向を示す。それに続く小規模なバースト現象は，弾性－塑性遷移の際に発生した既存転位が変形の担い手となり，最初にすべり運動を開始した転位が前方の転位を連続的に活性化して転位雪崩現象を起こしたことでフラクタル性のあるべき乗型の挙動が理解できる。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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