| 研究課題/領域番号 |
20360055
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
尾方 成信 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (20273584)
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| 研究分担者 |
君塚 肇 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (60467511)
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| キーワード | マルチスケールモデリング / 変形 / 高強度鋼 / フェーズフィールド法 / 第一原理計算 / 分子動力学法 / 積層欠陥エネルギー / 転位芯エネルギー |
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| 研究概要 |
次世代鋼の開発には、要求された強度・延性・コストを満足するために微細組織や強化機構を定量的に制御することが求められる。本研究は、マルチスケールモデリング手法を用いることによって、目的の強度や延性を持った鋼の生成プロセスを提案、さらには鋼の強度や延性の理想値を実験以前に評価することを最終目的とする。本年度は以下の成果が得られた。
(a)固溶元素が、鋼(鉄)中の転位芯構造に及ぼす影響について第一原理計算法、分子動力学法を用いて定量的に調べ、得られた値をフェーズフィールド計算に提供することができた。さらには、転位の発生を評価するにあたって不可欠な鉄の不安定積層欠陥エネルギーと転位芯エネルギーを、量子力学に基づく第一原理計算である密度汎関数理論(Density Functional Theory: DFT)計算を用いて評価した。また、同エネルギーを純鉄および固溶元素がある場合についても評価した。転位発生の活性化エネルギーおよびその経路を調べ、固溶元素が転位の発生に与える影響を明らかにし、得られた値をフェーズフィールド計算に提供した。
(b)メゾスケールフェーズフィールド法を用いて、粒内および粒界Widmenstattenフェライト構造、精細なオーステナイト/フェライトラメラ構造の形成について調べるための枠組みを構築した。
(c)フェーズフィールドモデルに力学的境界条件を付与するための疑似連続体法に基づく有限要素法を開発した。
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