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2021 年度 実績報告書

イメージベース結晶塑性解析を用いたチタン合金のひずみの再分配機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K04983
研究機関北見工業大学

研究代表者

河野 義樹  北見工業大学, 工学部, 准教授 (20634413)

研究分担者 光原 昌寿  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (10514218)
眞山 剛  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40333629)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードチタン / 結晶塑性解析 / EBSD / ひずみ集中 / ひずみの局在化 / ひずみの再分配 / HCP
研究実績の概要

本年度は,多結晶αチタンに対象を絞って,(i)ひずみ局所化に対する集合組織依存性とひずみ速度依存性,(ii)ひずみ再分配機構を用いた双晶発生機構を調査した。(i)では, (0001)面が圧延方向(RD)に2つにわかれて集合したRD split texture,(0001)面がRD対して90°回転し,材料と平行な方向(TD)に2つにわかれて集合したTD split texture,(0001)面がRDとTDに垂直な方向(ND)に集合したBasal textureを対象に,ひずみ再分配機構のひずみ速度依存性を,結晶塑性解析を用いて調査した。その結果,1つのすべり系の活動が卓越する集合組織では,ひずみの局在化に対するひずみ速度依存性は小さいこと,結晶方位のばらつきが大きいほどひずみの局在化は起こりやすく,特にBasal textureではその傾向が強かいことが明らかとなった。
(ii)の研究では,αチタンの一軸引張試験を行い,観察された双晶の発生機構を,結晶塑性解析およびSOFを用いて詳細に調査した。発生した双晶は,引張負荷にも関わらず圧縮双晶が支配的であった。この負荷方向とは反対方向の双晶の発生は,これまでにも報告されているが,その機構は未解明であった。本調査により,負荷方向と反対方向の双晶が起こる原因は,双晶系に働くせん断応力(RSS)が強く影響するがそれのみでは説明できないこと,静水圧も関わっている可能性があること,双晶系が活動した領域自体の双晶系の活動抵抗(CRSS)よりも,結晶粒間の変形抵抗の違いが影響することなどが明らかとなった。即ち,双晶系の活動にも,相対的に変形しやすい領域が変形するとするひずみの再分配機構が関わっていることが強く示唆された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Local slip activities in polycrystalline α-Ti depending on textures and strain rates2022

    • 著者名/発表者名
      Kawano Yoshiki、Mayama Tsuyoshi、Okamoto Taiki、Mitsuhara Masatoshi
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: A

      巻: 843 ページ: 143133~143133

    • DOI

      10.1016/j.msea.2022.143133

  • [雑誌論文] Numerical Analysis of Strain Rate Dependency on Activities of Slip Systems in Polycrystalline α-Ti2021

    • 著者名/発表者名
      OKAMOTO Taiki、KAWANO Yoshiki、MAYAMA Tsuyoshi、MITSUHARA Masatoshi、YAMASAKI Shigeto、SATO Michihiro
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Materials Science, Japan

      巻: 70 ページ: 393~399

    • DOI

      10.2472/jsms.70.393

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] (α+β)-Tiの異相間のslip transferと不均一変形に関する結晶塑性解析2022

    • 著者名/発表者名
      工藤啓, 河野義樹, 眞山剛, 光原昌寿, 佐藤満弘
    • 学会等名
      日本機械学会第59回講演会
  • [学会発表] 多結晶金属のCRSS予測システムの構築と改良2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤彰洋, 河野義樹, 佐藤満弘
    • 学会等名
      日本機械学会第59回講演会
  • [学会発表] 集合組織を有するα-Ti 多結晶体におけるすべり系活動度のひずみ速度依存性に関する数値 解析2021

    • 著者名/発表者名
      岡本泰生, 河野義樹, 眞山剛, 光原昌寿, 佐藤満弘
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2021材料力学カンファレンス
  • [学会発表] CP-Tiに生じる不均一変形機構の数値解析2021

    • 著者名/発表者名
      河野義樹, 眞山剛, 光原昌寿, 佐藤満弘
    • 学会等名
      日本金属学会2021年秋期第169回講演大会
  • [学会発表] 純チタンにおける塑性ひずみの不均一分布2021

    • 著者名/発表者名
      宋子碩, 出口岬, 山﨑重人, 光原昌寿, 中島英治, 眞山 剛, 河野義樹
    • 学会等名
      日本金属学会2021年秋期第169回講演大会

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公開日: 2022-12-28  

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