| 研究概要 |
巨大ひずみ加工によって創製した超微細粒材料の加工硬化特性および, わずかな塑性変形の後に急激に塑性不安定状態に移行する現象について, 転位モデルを基礎とした結晶塑性解析を用いて検討した. その結果, 微細粒内で転位の消滅が頻繁に生ずるだけでは, 観察されるような現象は生じないこと, 変形中に何らかの原因によって転位の消滅頻度が急増すると, 見かけ上加工軟化の現象が再現されることなどを明らかにした. また, 高次勾配結晶塑性理論を用いて, 転位の堆積に起因する内部応力による寸法効果と反転負荷時に発生するバウシンガー効果を予測した. 実験によりバウシンガー効果の大きさを測定することにより, 間接的に内部応力の発生度合を推定することが可能であることを示唆した.
超微細粒材料の組織形成に関しでは, 純アルミニウム(99.99%Al)の巨大ひずみ加工による硬度変化と微細化挙動に対する初期組織の影響を, 材料に加える相当塑性ひずみε_<eq>を0〜4の広範囲にわたって変化させながら検討を行った. その結果, ε_<eq>に対する硬さ変化は初期結晶粒径d_0に強く依存し, これはd_0によって微細組織の形成過程が異なることが原因であることを明らかにした. 超微細粒材料の組織安定性については, モンテカルロ法及びフェーズ・フィールド法を用いて粒界移動度と集合組織の影響を中心に調べた. その結果, 微細粒材料では時間経過とともに移動度の低い粒界面が支配的な残存構造となり, その粒界面の初期分率が小さいほど粒径分布にbimodal分布が出現しやすいことを示した. 転位密度の時間発展は, オンサーガーの線形熱力学に基づく式により記述した.
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