巨大ひずみ履歴が微細組織の形成と力学特性に与える影響の原子構造論的検討

大应变历史对微观结构形成和力学性能影响的原子结构研究

• 批准号: 19025006
• 负责人: 松本 龍介
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19025006/
• 关键词: 機械材料・材料力学; 構造・機能材料; 分子動力学; 金属物性; 超微細粒材料; 粒界特性; 破壊; 水素脆化

鋼材は高強度になるほど水素感受性が強くなり遅れ破壊が起こりやすくなる. 近年, 巨大ひずみを付加し結晶粒を微細化することにより, 材料を高強度化する方法が注目されている. これらの材料では, 材料中に大量の格子欠陥(粒界, 転位)が含まれるため水素の拡散速度が遅くなり, き裂先端部等の静水応力集中部への水素の集積が遅れることが考えられる. また, 本手法で製造された材料には, 従来の材料と比べて高エネルギーの粒界が多く含まれることが分かっており, 材料に含まれる粒界特性の違いによる影響が現れることも考えられる. したがって, これまでの材料とは異なる耐水素特性が現れる可能性がある. 本年度は, 原子モデルにより理想的な粒界を取り扱い, 水素トラップ量に与える粒界特性の影響に関する解析を行った.粒界を含むα-Feでは, 粒界特性(粒界エネルギー, フリーボリューム)と水素トラップ量は対応関係にあることがわかった. すなわち, 粒界エネルギーが低い粒界は, 隙き間が少なく水素トラップ量も少ない. 逆に, 粒界エネルギーが高い粒界は, 隙き間が多く水素トラップ量も多い. つまり, 巨大ひずみを加えて作成した微細粒材料は高エネルギー粒界を多く含むため, 水素吸蔵量が多くなる. 粒界への水素トラップ量を減らすためには, 水素との親和性が低く粒界フリーボリュームを減らす元素の添加が有効と考えられる. また, 水素環境下では, 温度が高く圧力が低いとトラップされる水素原子が少なく, 温度が低く圧力が高いと水素原子は多くトラップされること, トラップされる水素原子の数は, 水素ガス圧力より温度の影響を受けやすいことがわかった.

Steel has a <s:1> high strength になるほ <s:1> water sensitivity が strong くな <s:1> 遅れ breaking 壊が <s:1> やすくなる やすくなる やすくなる やすくなる. In recent years, huge ひ ず み を pay し crystalline grains を ultra-micronization model.the す る こ と に よ り, material を high strength す る method が attention さ れ て い る. こ れ ら の material で は, material に lots of owe 陥 の grid (LiJie, planning) contains が ま れ る た め water element の company spread speed が 遅 く な り, き crack apex department の hydrostatic 応 force such as centralized department へ の の water element set product が 遅 れ る こ と が exam え ら れ る. ま た, this technique で manufacturing さ れ た material に は, 従 to の と material than べ て high エ ネ ル ギ ー の LiJie が く more contain ま れ る こ と が points か っ て お り, Material contains に ま れ る LiJie features の violations い に よ る influence が now れ る こ と も exam え ら れ る. し た が っ て, こ れ ま で の material と は different な る water resistant element features が now れ る possibility が あ る. は this year, the atoms モ デ ル に よ り ideal な LiJie を take り Cha い, water element ト ラ ッ プ に and え る LiJie influence の に masato す る parsing line を っ た. LiJie を containing む alpha Fe で は, LiJie features (LiJie エ ネ ル ギ ー, フ リ ー ボ リ ュ ー ム) と water element ト ラ ッ プ quantity は 応 seaborne masato is に あ る こ と が わ か っ た. す な わ ち, LiJie エ ネ ル ギ ー が low い LiJie は, less gap between き が な く water element ト ラ ッ プ fewer も な い. Inverse に, LiJie エ ネ ル ギ ー が high い LiJie は, gap between き が く water element ト ラ ッ プ quantity も い. つ ま り, huge ひ ず み を plus え て made し た microgranular material は high エ ネ ル ギ ー LiJie を く more contain む た め, water element 蔵 uptake more が く な る. LiJie へ の water element ト ラ ッ を プ quantity reduction ら す た め に は, water element と の affinity が low く LiJie フ リ ー ボ リ ュ ー ム を minus ら す elements add が の have sharper と exam え ら れ る. ま た, environment water element で は, high temperature が く pressure low が い と ト ラ ッ プ さ れ る less water element atoms が な く, High temperature low が く pressure が い と water element atoms は く ト ラ ッ プ さ れ る こ と, ト ラ ッ プ さ れ る water element atomic number の は, water element ガ ス pressure よ り temperature の を by け や す い こ と が わ か っ た.

项目成果

原子モデルを用いた金属材料の破壊挙動解析(水素脆化機構および鉄ナノ多結晶体の破壊挙動についての検討)

利用原子模型分析金属材料的断裂行为（铁纳米多晶的氢脆机理和断裂行为研究）

• 发表时间: 2007
• 作者: Ryosuke Matsumoto;Yoshihiro Kubota;Noriyuki Miyazaki;松本龍介
• 通讯作者: 松本龍介

粒界特性が水素拡散に与える影響の原子モデルによる検討

使用原子模型研究晶界性质对氢扩散的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: Shinya Taketomi;Ryosuke Matsumoto;Noriyuki Miyazaki;松本龍介・井上義規・武富紳也・宮崎則幸;松本龍介・陸茉莉花・宮崎則幸
• 通讯作者: 松本龍介・陸茉莉花・宮崎則幸

Atomistic Study of Influence of Grain Boundary Properties on Hydrogen Trap in bcc-Fe

晶界性质对bcc-Fe中氢陷阱影响的原子研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Ryosuke Matsumoto;Riku Marika;Noriyuki Miyazaki
• 通讯作者: Noriyuki Miyazaki

粒界特性が水素拡散挙動に与える影響の分子動力学解析

晶界性质对氢扩散行为影响的分子动力学分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Ryosuke Matsumoto;Riku Marika;Noriyuki Miyazaki;陸茉莉花・松本龍介・武富紳也・宮崎則幸;陸茉莉花・松本龍介・武富紳也・宮崎則幸
• 通讯作者: 陸茉莉花・松本龍介・武富紳也・宮崎則幸

Atomistic study of hydrogen distribution and diffusion around a (112)[111] edge dislocation in alpha iron

α 铁中 (112)[111] 刃位错周围氢分布和扩散的原子研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Acta Materialia 56
• 作者: Shinya TAKETOMI;Ryosuke MATSUMOTO;Noriyuki MIYAZAKI
• 通讯作者: Noriyuki MIYAZAKI