理想へき開強度および転位運動に着目した脆性破壊現象のマルチスケールモデリング

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29年度には、研究実施計画に示したとおり、前年度に作成したMA間の距離を調整した供試材を用いて多数の破壊試験を行い，ベイナイト鋼におけるへき開脆性破壊発生過程のStage II（脆化相割れの母相への伝播）の限界条件の定式化を行った．まず，従来研究でへき開脆性破壊発生のStage IIを記述する上で用いられてきたPetchの式の問題点を考慮し，転位堆積距離を考慮したStage IIの限界応力を，有効表面エネルギーγpmを未知の定数として新たに定式化した．このγpmを，新たに定式化した限界条件を組み込んだ破壊確率モデルによって構築した尤度関数を前述の多数の破壊試験の結果に適用し，尤度を最大化することによって推定した．また，以上に示した新たに提案したStage IIの限界条件および，前年度の研究によって取得したγmmの温度依存性を組み込んだStage IIIの限界条件を用いて，破壊確率モデルを構築した．構築した数値モデルの妥当性を検証するために，微視組織の異なる4種のベイナイト鋼を準備し，破壊靭性試験を行うことで得たそれぞれの破壊靭性値分布の温度依存性と，本数値モデルによって算出した破壊靭性値分布の温度依存性を比較した．比較の結果，両者の結果は良好な一致を示していることが確認され，本数値モデルの妥当性が検証された．以上に示したように，今年度は前年度に引き続き，実験を通したベイナイト鋼のへき開破壊発生過程の定式化に取り組むと共に，これまでの研究によって得られた成果を統合することで，最終的な目標であるベイナイト鋼におけるへき開破壊現象の数値モデル構築を行った．数値モデルは実際の鉄鋼材料への適用によって妥当性が検証されたため，本研究の成果は以前より多くの研究者によって取り組まれてきたベイナイト鋼におけるへき開脆性破壊現象に対する研究に十分に貢献すると考えられる．