2022 Fiscal Year Annual Research Report
微小き裂先端の転位運動その場観察および解析法確立：金属疲労を克服する
| Project/Area Number |
20H02457
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
小山 元道 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20722705)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 大輔 久留米工業高等専門学校, 材料システム工学科, 助教 (50772498)
奥山 彫夢 木更津工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (50804655)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 金属疲労 / 水素脆化 / その場観察 / 結晶塑性有限要素法 / 元素移流拡散解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
微小疲労き裂進展の機構と支配因子を把握するため、以下の三点の課題解決を目的とした。
(1) 疲労き裂進展は力学条件に敏感なため、「バルク試料」で負荷をかけながら、「転位運動をその場観察」する。特には、電子チャネリングコントラストによりその場観察法の確立および、他顕微鏡手法との組み合わせによるその場観察法を構築し、金属疲労き裂進展に関する解析に適用する。(2) すべり面に沿うき裂進展の理解のため、転位組織形成に伴うき裂近傍の空孔量・分布を把握する。(3) き裂近傍の固溶元素拡散を力学計算を拡散と連成させて解析する。
上記目的のもとに本年度は、FCC合金系に対するその場電子チャネリングコントラスト観察を継続するとともに、より複雑なラスマルテンサイト組織にその場観察を展開した。
一般に、ラスマルテンサイトでは電子チャネリングコントラスト法による転位組織観察が容易ではないので、通常の二次電子線観察と、その後のEx-situによる電子チャネリングコントラスト法観察を合わせることで解析した。この解析を通して、微小疲労き裂進展の進展挙動に及ぼす結晶方位および金属組織の影響の一端を明らかとした。また、ここで得られた転位組織やき裂進展経路などの観察結果を、結晶塑性解析による空孔密度分布と対応付けて考察することで、空孔に由来する疲労き裂進展メカニズムに迫った。具体的には、空孔密度の上昇とき裂進展方向に対応が見られた。また、水素脆化についてもピニング-デピニングを考慮することで従来知られる”塑性域の縮小”および”局所塑性ひずみの増大”を再現できることが明らかとなり、硬化およびその後のDepininngに基づく水素脆化機構機構の可能性を定量的に示した。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
