| Research Abstract |
本研究では鉄鋼材料の高機能化のために有効な数値シミュレーションによる材質予測手法の開発を目指し,組織形成予測および組織形態に依存した力学特性の評価を系統的に実施可能とすることを目的としている.本年度はまず,Phase-Field法.に基づく複合組織形成過程の数理モデルを構築するために,鉄鋼材料の微視組織を構成するフェライト,パーライト,マルテンサイトなど単一組織のPhase-Fieldモデルの構築および高精度化を行った.そして,本研究で構築したPhase-Fieldモデルを用いて各組織の組織形成シミュレーションを実施し,フェライト変態に及ぼす界面エネルギーの影響,パーライトラメラーの成長速度と粒界拡散の関係およびマルテンサイト組織形成過程おける塑性緩和挙動の影響を明らかにした.
次に,均質化法に基づく有限要素法を用いて,組織形成シミュレーションで予測された微視組織を有する材料の力学特性評価を実現可能にした.本年度は,上記の組織形成シミュレーションで得られたフェライト相を有するフェライト+パーライト2相鋼の引張り変形解析を行った.その結果,フェライト相の体積分率が増加するほど巨視的な応力ひずみ関係において,変形抵抗が減少することがわかった.さらに,フェライト相の形態がWidmasntattenプレートとなり,旧オーステナイト粒内に微細なフェライト相が分布するほど,塑性変形の集中が抑制されることを明らかにした.
本年度に得られた結果から,構築した組織形成シミュレーションおよび力学特性評価手法を今後さらに拡張することで,要求される機械的特性を発現するための組織形態およびその組織形態を実現するための材料制御方法の探索が可能となり,鉄鋼材料の高機能化に貢献できることが示された
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