2022 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of correlation between local plastic deformation and microstructural factors in aggregated grains by means of non-destructive X-ray method in three-dimension
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22H01809
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
小林 正和 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20378243)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 博己 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30219589)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 結晶組織 / 局所ひずみ / 結晶方位依存性 / 引張変形 / 三次元 / 不均一変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
塑性加工を受けた金属の微細構造の不均一な発達と局所的なひずみの発生は，その後の加工や再結晶，そして，亀裂の発生と成長などに影響するため非常に重要である。これまで，「不均一変形」と「不均一組織形成」について報告は，それぞれ，数多く為され，結晶粒組織の不均一な挙動は，結晶方位依存が主要因と広く信じられているが，未だもって，結晶粒組織中のどのような場所で局所的なひずみ集中が生じるのかは，明瞭に提示されていない。
Al-4mass%Cu合金を試料とし，実験で得られたX線CTの三次元画像中のAl2Cu粒子位置を画像解析し，変形前後で同一の粒子を見つけることで，粒子間距離の変化から，局所的な3次元塑性ひずみを解析した。測定された塑性ひずみは，LabDCTで測定した初期の結晶粒組織の結晶方位と対比され，各結晶粒において，ひずみの平均値や標準偏差を求めた。加工硬化領域の約15%引張での解析をおこなった。相当塑性ひずみを代表値として，結晶粒サイズ，Taylor因子（塑性変形のし易さの指標），あるいは，粒界までの距離との相関関係を調査した。結晶粒サイズが大きいものは，比較的結晶粒内のひずみ差（標準偏差）が大きいかった。しかしながら，サイズやTaylor因子と，実際の塑性ひずみ量には，明確な相関関係が見られなかった。ひずみ集中と結晶組織との関係を注意深く検討したところ，隣接する結晶粒との変形能の差（例えば，Taylor因子の差）が重要であることが示唆された。ここまでの結果を論文で報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
第一段階として，結晶粒サイズ，Taylor因子，粒界までの距離との相関関係の評価が完了できたこと。それにより，次のステップの実験計画が立てられるようになった。また，検証のための結晶塑性解析の準備も進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験に加えて，結晶塑性解析を併用して，局所的変形集中現象の理解に努める。結晶粒単位での相関関係は見られず，隣接粒間の関係と粒界近傍での変形集中が示唆されることから，放射光の活用でX線CTの分解能を向上させ，より具体的な状況における局所変形を解析するための実験を再度行う。
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