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本研究では、応力時効によりアルミニウム合金中の析出物を配列制御し、それら配列析出物による析出強化の力学的異方性を調査するとともに、マイクロメカニクス解析により転位と析出物の相互作用に及ぼす幾何学的効果を検証した。
Al-Cu合金多結晶に応力時効を施し特定の{001}面にθ”相を配列析出させ微小力学試験を行った結果、転位のバーガースベクトルがθ”相を斜めにせん断する幾何学的な配置で析出強化量が減少することを明らかとした。単結晶の圧縮試験による過去の実験結果と比較すると、微小力学試験は転位の熱活性化運動に影響された析出強化の幾何学的効果を検知しやすい実験手法といえる。
Al-Mg-Si合金を応力時効した結果、溶質クラスターの生成時には圧縮応力により時効硬化が促進されるのに対し、<001>β”と外力が相互作用することで特定バリアントの析出が阻害される形で配列効果が生じること、またβ”相の配列組織に微小試験を行うと応力軸に垂直な面で析出強化が減少することから、<001>β“の針状析出物と転位の相互作用には幾何学的効果が存在することが明らかとなった。
Eshelby介在物法により｛001｝板状、<001>針状、｛111｝板状それぞれの析出物の応力場を解析し、幾何学的配置によって転位との相互作用力が平均してゼロ(Type-A)、相互作用力が正もしくは負（Type-B）となるバリアントが存在すること、また母相のみが塑性変形を担う場合において（不均一介在物問題）、塑性ひずみのミスマッチの重ね合わせにより内部応力が再現できることを示した。離散化転位動力学法により内部応力場中の転位運動を解析し、局所的な内部応力の分布によって転位運動の素過程が大きく影響された結果、転位が析出物を乗り越える際の外力と塑性ひずみの関係を明らかとした。
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