不均質変形を考慮した拘束変形下の結晶回転解析法とその材料組織制御への応用

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塑性加工と再結晶処理によって製造された多結晶材料には強い優先方位、すなわち集合組織が形成される。このような結晶集合組織を制御し、材料の高機能化・高性能化等の特性向上を行う製造技術の確立には、加工中に生ずる集合組織の発達と、それに伴う粒界近傍での不均質変形による局部的な組織変化、いわゆるmicroscale texture,の理解と予測技術が必要となる。本研究では粒界近傍などのlocalな不均算変形を考慮した結晶塑性モデルに基づく変形集合組織形成の理解とその予測技術に関する工学的手法を提案する。多結晶体の塑性変形モデルとして、各結晶粒に指定されるべき物質ストレッチ成分D_<ij>(ひずみ速度成分)は固定されたクリプスな数としてみる(FCモデル)のでなく、かつそのいくつかを全くfreeにしてしまう(RCモデル)のでもなく、それらは材料全体としての巨視的なストレッチ成分〈D_<ij>〉に“大体等しくなっている"と考えた。すなわち、各結晶粒に指定されるD_<ij>は制約の緩いfuzzy数と解釈し、結晶塑性に関するTaylorモデルにfuzzy制約の概念を導入した。その結果として、多結晶塑性に関して、いわゆるファジィ・Taylorモデルというべきものを提案できた。そして、これをfuzzy計画法の問題として定式化することに成功した。さらに定式化したアルゴリズムに基づき、大変形を受けた後に発達する多結晶体の変形集合組織を予測するための計算機プログラムを開発し、これを、bcc金属の圧延集合組織のシミュレーションに適用した。粒界拘束と粒界近傍の不均質変形に関する適当なモデルパラメータを設定すれば、シミュレーション結果は、従来のモデルでは予測できなかった、(111)||R.P.(γ-fiber texture)を含むものを予測することが判明した。予測した集合組織は実測データに極めて近く、提案したモデルの妥当性を検証できた。