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金属間化合物ニッケルアルミナイド単結晶は圧延異方性を有し、結晶方位によっては、幅が広がったり、せん断歪みで菱形状に変形したり、曲がったりして、理想的な形状に圧延することができない。これを抑制しようと拘束した状態で圧延すると、板厚方向に強いせん断変形が生じて、細かく割れてしまう。本研究は、この原因をさぐるために、単結晶の圧延実験を行い、圧延中に働くすべり系の活動量を計算機シミュレーションで解析する。その結果を理想的な圧延変形の計算結果と比較し、どのすべり系が抑制され、どのすべり系が抑制されずに活動したかをつきとめる。この情報をもとに、すべり系同士の相互作用に着目して、転位の運動を抑制している決定的な運動障害を明らかにする。
初年度である昨年は、計算機シミュレーションの基礎となる塑性変形モデルを単結晶引張試験の結果をもとに構築した。次年度は、構築した塑性変形モデルに基づいて、実際の圧延で働いていたと考えられるすべり系とそのすべり量を見積もる手法を開発した。具体的には、不整な圧延における変形勾配テンソルのうち、実験的に決定できない3つの非対角成分について実際の結晶格子回転が再現できるようにSimplex法を用いて最適化を行う手法を開発した。
最終年度である本年度は、これまでに開発した手法を用いて、実際の不正な圧延変形において活動していたとすべり系について定量的に推定を行なった。その結果を理想的な圧延、すなわち平面歪み条件のもとで計算したすべり系活動量と比較し、どのすべり系が活動を阻害されているかを特定した。その上で、すべり系同士の相互作用によって活動が阻害されているという仮説で説明できるかを検討したところ、合成反応によって積層欠陥型の転位分解様式へと変化するタイプの特別な相互作用がその原因と考えると、結果を説明できることを見出した。
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