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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

基本信息

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

项目摘要

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．

In order to realize the effect of alloy strength on the shape and distribution of precipitates, the combination of alloy strength and precipitation distribution was carried out by SFEM (hereinafter referred to as SFEM) and SFEM. Calculation of the movement and resistance (critical breaking force) of spherical and disk-like precipitates with equal volume. As a result, the position of the spherical precipitate surface is different from the position of the spherical precipitate surface. In addition, the volume fraction of precipitates changed (maximum: 1%), and the Weishi app microstructure of the alloy was modified by SFEM. The volume fraction of precipitate is large, the position is mobile, and the necessary critical decomposition force is large. The same volume fraction is determined by the critical decomposition. For a given volume fraction, the maximum and minimum critical breaking force are confirmed, and the density of the precipitate is relatively high. When the critical breaking force is large, the distribution of the precipitate is relatively high. When the critical breaking force is small, it is confirmed. The distribution of precipitates is very high, and the spherical precipitates are very high. The difference between the two is that the position of the precipitate and the interaction are smaller than those of the precipitate. The accuracy of spherical and disc-like precipitates is high. The shape and distribution of the precipitates are important for the strength of the alloy.