Grain boundary-dislocation interactions under chemical and physical reaction fields associated with grain boundary segregation

与晶界偏析相关的化学和物理反应场下的晶界-位错相互作用

基本信息

批准号：
22H01760
负责人：
連川貞弘
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

令和４年度に得られた主な研究成果は下記の通りである。1.粒界および粒界近傍の局所力学特性に及ぼす粒界偏析の影響：本年度は，鉄・鉄鋼材料において著しい粒界脆化の原因となるリン(P)の粒界偏析に着目した。溶融回転法(FZ法)により{332}Σ11/<110>および{111}Σ3/<110>対称傾角粒界を有するFe-2.8 mass%SiおよびFe-2.8 mass%Si-0.01 mass%P双結晶を育成し，ナノインデンテーション試験を行った。いずれの双結晶試料においても変形初期の荷重(P)-変位(h)曲線に現れるfirst pop-in荷重から求めた粒界からの転位生成の臨界応力は，リンの粒界偏析により低下することが明らかとなった。一方，粒界の存在に起因してP-h曲線の高荷重域でしばしば現れるGB pop-inの発生荷重は，リンの粒界偏析により逆に高くなることが見出された。以上の結果より，Fe-Si合金へのPの粒界偏析は，粒界からの転位生成の臨界応力を低下させ，逆に粒界を超えた隣接粒への塑性歪みの伝播応力を高めることが明らかとなった。これらの結果は，GB pop-inの発生機構が粒界への堆積転位の応力集中に起因する粒界からの転位生成よりも，粒界を越えた転位の伝播である可能性が高いことを示唆している。なお，リンの粒界偏析はオージェ電子分光分析装置を用いて確認した。2.粒界ー転位相互作用における物理的反応場としての粒界磁性の評価：これまでに分担者が実施してきた粒界磁気モーメントをより高い空間分解能で測定することを目的として、STEM－EELS法によるSpectrum Imaging (SI)を試みた。Fe-Si合金において、Fe L2,3端の2次元データ取得に成功した。

2022年获得的主要研究结果如下。 1。晶界隔离对晶界和晶界附近的局部机械性能的影响：今年，我们专注于磷（P）的晶界隔离，这在铁和钢材材料中引起了明显的晶界覆盖。 Fe-2.8质量％Si和Fe-2.8质量％SI-0.01质量％P Bicrystals具有{332}σ11/<110>和{111}σ3/<110>对称晶粒边界，并进行了纳米互动测试。据透露，在所有双晶样品中，晶界位错形成的临界应力，这是根据变形开始时出现的第一个弹出载荷（p）置换（p）置换曲线（h）曲线，通过磷的晶界分离来降低。另一方面，发现由于磷的晶界偏析，由于晶界的存在，GB弹出式产生的GB弹出率实际上通常出现在P-H曲线的高载荷范围内。从上述结果可以明显看出，Fe-Si合金上P的晶界隔离会减少晶界位错形成的临界应力，相反，将塑性应变的传播应力增加到晶界以外的相邻晶粒。这些结果表明，与由于晶界沉积位错的应力浓度，GB弹出生成的机理更可能是晶界跨晶界位错的传播。使用螺旋钻电子光谱证实了磷的晶界分离。 2。将晶粒面磁性作为物理反应场评估在晶界脱位相互作用中：我们尝试使用STEM-EELS方法尝试频谱成像（SI），目的是测量迄今为止，共享者通过更高的空间分辨率来测量Sharter所进行的晶粒式磁磁矩。在Fe-Si合金中，成功获取了Fe L2和3个边缘的二维数据。