| 研究概要 |
輸送機器の軽量化材として多用されるアルミニウム合金は,一般に集合組織を利用した高強度化が行われる.このような材料の組織制御に関する詳細なメカニズムは解明されていない.そのため,数値シミュレーションを援用し,高精度に微視組織を予測・評価することが重要となる,アルミニウム合金の再結晶集合組織を,精度良く評価可能な数理モデルの構築を目的とした本研究において,本年度では,昨年度に構築した粒成長Multi-phase-field (MPF)モデルを,材料内部で生じる弾性応力場を考慮できるモデルに拡張を試みた.従来のMPFモデルでは,粒成長過程(2次再結晶時)が粒界土ネルギーなどの熱力学的な駆動力のみで記述されているため,より現実的な粒成長過程には不十分である。そのため,内部弾性応力場を考慮する必要がある.材料内部で生じる自己平衡した弾性場は不均質な粒界に起因するので,まずは新たに分子動力学(MD)シミュレーションを導入して,双結晶の粒界近傍の応力分布を解析した.そして,MPFシミュレーションで個々の転位に基づく粒界近傍の応力場を表現し,MD解析と同様の傾向を示すことを確認した.さらに,多結晶材料を構成する個々の結晶粒の弾性異方性を考慮できるMPFモデルへと拡張した.しかしながら,粒界近傍の応力場は,個々の転位に依るような微視的描像ではなく,粗視化した状態でMPFモデルへ導入する必要があるため,粒界を表現するための固有ひずみについて継続して検討を行う.また,実験的検証のために,真空焼鈍試験に必要となる高出力の電源を設置・試運転といった一連の予備実験を実施した.
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