2020 Fiscal Year Annual Research Report
結晶金属における転位運動に及ぼす活性化体積制御に基づく力学的高機能化
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18H01750
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
戸高 義一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50345956)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
足立 望 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00758724)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 活性化体積 / 構造材料 / 格子欠陥 / 組織制御 / 巨大ひずみ加工 / 熱処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで結晶金属における力学的性質は、金属組織によって制御されてきた。本研究では、金属組織における空間的サイズの階層を下げて、転位の熱活性化運動の素因子（活性化体積）の大きさ・分布を制御することで、金属組織に基づいた強化機構の階層を深化させる。本研究の目的は、以下の【問い①】, 【問い②】に対する答えを明らかにし、金属の力学的性質（強さと変形）を担う根源的因子としての活性化体積制御の指針を示すことである。また、最終目標は、活性化体積制御に基づく新たな力学的高機能化のための指導原理の構築である。本研究の成果は、金属の力学的性質（強さと変形）における学術的深化とともに、我が国の構造材料分野の発展に大きく寄与する。
【問い①】 転位運動に及ぼす活性化体積の制御（分布, 大きさ）を意図的に行なえるのか？
【問い②】 活性化体積によりマクロな力学的性質（強度, 伸び）を制御できるのか？
供試材として、純Fe（純金属）と、それにCを添加（固溶）した試料を用いた。【問い①】への取組みとして、高密度格子欠陥の導入（組織微細化）のためにHPT加工（高圧縮応力下で円板試料をねじる巨大ひずみ加工の一つ）と、回復・再結晶を利用した格子欠陥密度制御のために熱処理を行ない、活性化体積の制御を可能とした。活性化体積の大きさは、引張変形における応力緩和試験やひずみ速度急変試験によって定量的に求めた。また、【問い②】への取組みとして、活性化体積制御した試料を引張試験し、活性化体積と力学応答との関係を調査した。力学応答のみならず、破面形態（ディンプルの形状・大きさ）などにも注目して、破壊単位と活性化体積との関係を調査した。活性化体積からマクロな力学的性質（強度, 伸び）を制御できる可能性を明らかにした。
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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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