Development of multiscale alloy strength simulator based on dislocation-precipitate interactions

基于位错-析出物相互作用的多尺度合金强度模拟器的开发

• 批准号: 21K11924
• 负责人: 高橋 昭如
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11924/
• 关键词: 転位ー析出物相互作用; 転位動力学法; 重合メッシュ法; 整合ひずみ; 析出物; 臨界分解せん断応力; 転位動力学; 合金

令和3年度に開発した重合メッシュ法（以下SFEM）と転位動力学法を組み合わせた合金強度シミュレータを用いて，合金の強度に対する析出物の形状や分布の影響のシミュレーションを実施した．体積の等しい球状の析出部と円盤状の析出物が転位の運動に与える抵抗（臨界分解せん断応力）を計算した．その結果，転位のすべり面の位置により臨界分解せん断応力の大きさは変化するが，臨界分解せん断応力の最大値を比較すると，球状析出物の方が転位に対して強い抵抗を与えることが分かった．さらに，析出物の体積分率を変化（最大で1%）させた合金の微視組織のモデルをSFEMを用いて作成し，析出物の体積分率と分布の影響を調べた．析出物の体積分率が大きいほど，転位が移動するために必要な臨界分解せん断応力が大きくなることを確認した．また，同じ体積分率であっても臨界分解せん断応力は広く分布することを確認した．特定の体積分率において，最大と最小の臨界分解せん断応力をとるケースを確認したところ，析出物が比較的密になっているすべり面を移動する場合は臨界分解せん断応力が大きくなり，析出物が疎に分布しているすべり面を移動する場合は臨界分解せん断応力が小さくなることを確認した．また，析出物を分布させたモデルにおいても，球状の析出物が分布した場合の方が円盤状の析出物が分布した場合よりも臨界分解せん断応力が高くなることがわかった．しかし，両者の差は，転位が一つの析出物と相互作用する場合と比べて小さくなっていた．これは，球状の析出物よりも円盤状の析出物の方が転位とぶつかる確率が高いためであると考えられる．このように析出物の形状と分布が合金強度に対して重要な役割を果たしていることを確認した．

Make and 3 annual に open 発 し た overlap メ ッ シ ュ method (SFEM) と group planning a dynamic research method を み close わ せ た alloy strength シ ミ ュ レ ー タ を with い て, alloy の strength に す seaborne る precipitates の shape や distribution の の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be applied し た. Volume <s:1> equal <s:1> spherical <s:1> precipitate part と disc-shaped <s:1> precipitate が転 position <e:1> motion に and える resistance (critical decomposition せん breaking force 応) を calculation of た た. そ の results, planning a の す べ り surface の position に よ り critical decomposition せ ん broken 応 の potent き さ は variations change す る が, critical decomposition せ ん break 応 force most の numerical を comparison す る と, spherical precipitates が の party planning a に し seaborne て strong い resistance を え る こ と が points か っ た. さ ら に, precipitates の volume fraction を variations change (1% maximum で) さ せ た alloy の micro visual organization の モ デ ル を SFEM を with い て し consummate, precipitates の volume fraction distribution of と の influence を adjustable べ た. Precipitates の volume fraction が big き い ほ ど, planning a move が す る た め に な necessary critical decomposition せ ん broken 応 が potent き く な る こ と を confirm し た. ま た with じ volume fraction で あ っ て も critical decomposition せ ん break 応 force は hiroo く distribution す る こ と を confirm し た. Specific の volume fraction に お い て, maximum と minimum critical decomposition の せ ん break 応 force を と る ケ ー ス を confirm し た と こ ろ, precipitates が comparison of に な っ て い る す べ り surface を mobile す る occasions は critical decomposition せ ん broken 応 が potent き く な り, Distribution of precipitates が 疎 に し て い る す べ り surface を mobile す る occasions は critical decomposition せ が small さ ん 応 broken force く な る こ と を confirm し た. ま た, distribution of precipitates を さ せ た モ デ ル に お い て も, globular の precipitates が distribution し の party が た occasions has drifted back towards &yen; disk の precipitates が distribution し た occasions よ り も critical decomposition せ ん break 応 force が high く な る こ と が わ か っ た. The <s:1> 転 difference between the two is 転, and the 転 interaction site of the が - <s:1> precipitate と is する less と than べて さくなって た た た た. The accuracy of the spherical <s:1> precipitate よ よ the oval disc-shaped <s:1> precipitate <s:1> in the が転 position とぶ the る る る る is が high. The ためであると ためであると is investigated for えられる. こ の よ う に precipitates の shape distribution が と alloy strength に し seaborne て important な "を cut fruit た し て い る こ と を confirm し た.

项目成果

転位―析出物相互作用に基づく合金強度シミュレータの開発

基于位错-析出相相互作用的合金强度模拟器的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: Takeru Nomura;Daisuke Sasaki;高橋昭如
• 通讯作者: 高橋昭如

重合メッシュ法と転位動力学法を用いた転位―析出物相互作用解析手法

使用聚合网格法和位错动力学方法的位错-沉淀相互作用分析方法

• 发表时间: 2021
• 作者: A. Kazama;R. Sakata;A. Takahashi;坂田陸，高橋昭如;粕谷太地，高橋昭如;粕谷太地，高橋昭如
• 通讯作者: 粕谷太地，高橋昭如

簡易的な転位芯構造モデルを用いた転位―析出物相互作用の転位動力学解析手法

使用简单位错核心结构模型的位错-沉淀相互作用的位错动力学分析方法

• 发表时间: 2021
• 作者: A. Kazama;R. Sakata;A. Takahashi;坂田陸，高橋昭如
• 通讯作者: 坂田陸，高橋昭如

Virtual Dislocation Core Model for Dislocation Dynamics Simulation of Dislocation-precipitate Interactions

用于位错-析出物相互作用位错动力学模拟的虚拟位错核心模型

• 发表时间: 2022
• 作者: A. Kazama;R. Sakata;A. Takahashi
• 通讯作者: A. Takahashi

転位動力学法と重合メッシュ法を用いた転位―析出物相互作用の転位動力学解析手法

使用位错动力学方法和聚合网格法的位错-沉淀相互作用的位错动力学分析方法

• 发表时间: 2021
• 作者: A. Kazama;R. Sakata;A. Takahashi;坂田陸，高橋昭如;粕谷太地，高橋昭如
• 通讯作者: 粕谷太地，高橋昭如