2019 Fiscal Year Annual Research Report
ＴＥＭ内局所力学計測によるBCC金属の転位論モデル解析
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18H01696
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
大村 孝仁 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 副拠点長 (40343884)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井 誠一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (60435146)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 転位 / BCC金属 / 塑性変形 / 局所力学挙動 / TEM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Fe-Al合金のナノインデンテーション測定において、塑性変形開始の臨界荷重PcとひずみバーストDhの関係を求め、IF鋼やFe-Si鋼と比較した結果、臨界荷重Pc の平均値やPcとDhの比において Fe-Si鋼に近い挙動であることが判明した。Fe-Al合金の脆性延性遷移温度(BDTT)はFe-Si合金と同じ傾向の挙動であることと、昨年度に行ったFe-Ni合金の傾向がIF鋼と同じであることから、ナノインデンテーション測定を行った室温付近は、IF鋼とFe-Ni鋼においては延性温度範囲、Fe-SiとFe-Alにおいては脆性温度範囲で会ったことが推測された。臨界荷重Pc の平均値がIF鋼に対して上昇する理由については、固溶Alが形成する応力場が転位せん断ループの核生成を抑制する働きを持っていると推察し、Fe-Siと同様に理解できることが示された。TEMその場計測では、IF鋼の粒界―転位相互作用の素過程として、変形初期の低ひずみ条件では粒界に吸収される挙動が、変形後期の高ひずみ条件では粒界からの射出が観察された。結晶粒径が小さい場合，粒内転位の平均移動距離と粒径が同程度のため、転位間相互作用と同等あるいはそれよりも高い確率で粒界に到達するためであると考察される。これにより、粒界転位密度が低減されることも実測しており、これが微細粒材料における高い降伏応力の一因と考察した。また、Al合金では、{111}双晶の界面に高いせん断応力が働く条件においてその場変形解析を行い、粒界すべりと判断される挙動に粒内への転位射出が素過程として含まれる可能性を示唆する結果を得た。また、マクロ降伏を超えたひずみ領域においては、転位なだれのようなカタストロフィー的なイベントと弾性変形が繰り返す挙動が観察され、粘性的に一定速度で運動する従来モデルとは異なる結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ナノインデンテーション解析、TEMその場変形解析ともにほぼ予定した成果が得られており、順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定に基づいて他の合金系へ展開し、最終年度に当たる2020年度末までに転位運動を素過程とする塑性変形機構に関する知見をまとめる。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] In-situ transmission electron microscopy investigation of compressive deformation in interphase-precipitated carbide-strengthened α-iron single-crystal nanopillars2019
Author(s)
Gao, M.-Y., Tsai, S.-P., Yang, J.-R., Chang, Y.-L., Ohmura, T., Chen, C.-Y., Wang, S.-H., Wang, Y.-T., Huang, C.-Y.
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Journal Title
Mater. Sci. Eng.
Volume: 746
Pages: 406-415
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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