Elucidation of strengthening mechanisms in nano-precipitated aluminum alloys by in-situ TEM observation and dislocation dynamics

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①アルミニウム中を運動する転位のすべり系を同定するため，工業用純アルミニウムA1050冷間圧延材のTEM内その場引張試験を行った．転位の張り出しの様子から運動転位の転位線方向や運動方向を評価し，さらに引張方向や転位線コントラストの消滅条件を考慮して，バーガースベクトルを特定，妥当なすべり系の候補を選択した．さらに，自作のプログラムの解析結果と実際に観察された転位の運動を比較することで，転位の種類（刃状転位，らせん転位，混合転位）を確定することにも成功した．最終年度は，離脱角の補正手法を拡張し，現在の手法では適用できない条件でも補正を可能にすることで，さらに転位と析出物の相互作用について議論していくことを考えている．②分子動力学法を用いて各種アルミニウム合金結晶モデルのせん断変形シミュレーションを行い，得られた応力変化から固溶強化量や析出強化量を定量評価した．例えば，Al-MgおよびAl-Cu合金固溶体モデルから得られた固溶強化量は，Labuschの理論式から求めた値と良く一致し，構築したシミュレーションモデルならびに使用したポテンシャルの妥当性が示された．さらに，{111}または{100}を晶癖面とする板状析出物を含むGPゾーンモデルからは，{111}GPゾーンがサイズや析出物数のどちらにも析出強化量が線形増加するのに対して，{111}GPゾーンは析出物数には線形増加するものの，ある程度サイズが大きくなると，ほとんど強化量が増加せず，転位の張出し量も一定となることがわかった．そのため，それぞれのGPゾーンで異なる応力場が形成，方位ごとに強化機構や強化量が異なることが示唆された．