2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26820282
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
塚田 祐貴 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00620733)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | フェーズフィールド法 / 鉄鋼材料 / マルテンサイト変態 / 転位 / 核生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、フェーズフィールド法により、鉄鋼材料のマルテンサイト組織形成機構を明らかにすることを目的としている。最終年度は、前年度開発したCPU解析プログラムをGPU解析プログラムへ拡張することにより、三次元組織シミュレーションを高速化することに成功した。開発したシミュレーション技術を用いて、母相およびマルテンサイト相の降伏応力の値がマルテンサイト組織に及ぼす影響を調査した。また、マルテンサイト組織の弾性場解析に基づき、弾性エネルギー場の観点から、マルテンサイト相の核生成サイトの理解を試みた。得られた成果は以下のとおりである。
1. マルテンサイト変態における各相のすべりを計算するにあたり、マルテンサイト相については{110}<111>すべり系の中の4すべり系、オーステナイト相については{111}<110>の12すべり系を考慮し、Mises降伏条件を満たした領域において、すべりを記述するフィールド変数の発展を計算した。両相の降伏応力が等しいと仮定し、降伏応力の値を0～3000MPaに設定してマルテンサイト組織形成をシミュレートした。降伏応力の値がいずれの条件の場合も、{111}晶癖面の形成が再現された。また、降伏応力の値の増加とともにマルテンサイト組織が微細化する傾向があるが、降伏応力の値が0～500MPaの範囲においては、組織のサイズに有意な差が現れないことが明らかとなった。
2. マルテンサイト変態の過程では、マルテンサイト相が成長するだけでなく、新たなマルテンサイト相が生成する。既存のマルテンサイト組織の弾性場と新たに生成するマルテンサイト相の弾性場の弾性相互作用エネルギーE_intを解析し、マルテンサイト相の優先核生成サイトとの関連を調査した。その結果、新たなマルテンサイト相が生成する領域においては、E_int<-600J/molとなっていることが明らかとなった。
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