2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of the strain redistribution mechanism in titanium alloys using image-based crystal plasticity analysis
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19K04983
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河野 義樹 北見工業大学, 工学部, 准教授 (20634413)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
光原 昌寿 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (10514218)
眞山 剛 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40333629)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | チタン / 結晶塑性解析 / EBSD / ひずみ集中 / ひずみの局在化 / ひずみの再分配 / HCP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，多結晶αチタンに対象を絞って，(i)ひずみ局所化に対する集合組織依存性とひずみ速度依存性，(ii)ひずみ再分配機構を用いた双晶発生機構を調査した。(i)では， (0001)面が圧延方向（RD）に2つにわかれて集合したRD split texture，(0001)面がRD対して90°回転し，材料と平行な方向（TD）に2つにわかれて集合したTD split texture，(0001)面がRDとTDに垂直な方向（ND）に集合したBasal textureを対象に，ひずみ再分配機構のひずみ速度依存性を，結晶塑性解析を用いて調査した。その結果，1つのすべり系の活動が卓越する集合組織では，ひずみの局在化に対するひずみ速度依存性は小さいこと，結晶方位のばらつきが大きいほどひずみの局在化は起こりやすく，特にBasal textureではその傾向が強かいことが明らかとなった。
(ii)の研究では，αチタンの一軸引張試験を行い，観察された双晶の発生機構を，結晶塑性解析およびSOFを用いて詳細に調査した。発生した双晶は，引張負荷にも関わらず圧縮双晶が支配的であった。この負荷方向とは反対方向の双晶の発生は，これまでにも報告されているが，その機構は未解明であった。本調査により，負荷方向と反対方向の双晶が起こる原因は，双晶系に働くせん断応力（RSS）が強く影響するがそれのみでは説明できないこと，静水圧も関わっている可能性があること，双晶系が活動した領域自体の双晶系の活動抵抗（CRSS）よりも，結晶粒間の変形抵抗の違いが影響することなどが明らかとなった。即ち，双晶系の活動にも，相対的に変形しやすい領域が変形するとするひずみの再分配機構が関わっていることが強く示唆された。
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