Investigation of correlation between local plastic deformation and microstructural factors in aggregated grains by means of non-destructive X-ray method in three-dimension

三维无损X射线方法研究聚集晶粒局部塑性变形与微观结构因素的相关性

基本信息

批准号：
22H01809
负责人：
小林正和
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

塑性加工を受けた金属の微細構造の不均一な発達と局所的なひずみの発生は，その後の加工や再結晶，そして，亀裂の発生と成長などに影響するため非常に重要である。これまで，「不均一変形」と「不均一組織形成」について報告は，それぞれ，数多く為され，結晶粒組織の不均一な挙動は，結晶方位依存が主要因と広く信じられているが，未だもって，結晶粒組織中のどのような場所で局所的なひずみ集中が生じるのかは，明瞭に提示されていない。Al-4mass%Cu合金を試料とし，実験で得られたX線CTの三次元画像中のAl2Cu粒子位置を画像解析し，変形前後で同一の粒子を見つけることで，粒子間距離の変化から，局所的な3次元塑性ひずみを解析した。測定された塑性ひずみは，LabDCTで測定した初期の結晶粒組織の結晶方位と対比され，各結晶粒において，ひずみの平均値や標準偏差を求めた。加工硬化領域の約15%引張での解析をおこなった。相当塑性ひずみを代表値として，結晶粒サイズ，Taylor因子（塑性変形のし易さの指標），あるいは，粒界までの距離との相関関係を調査した。結晶粒サイズが大きいものは，比較的結晶粒内のひずみ差（標準偏差）が大きいかった。しかしながら，サイズやTaylor因子と，実際の塑性ひずみ量には，明確な相関関係が見られなかった。ひずみ集中と結晶組織との関係を注意深く検討したところ，隣接する結晶粒との変形能の差（例えば，Taylor因子の差）が重要であることが示唆された。ここまでの結果を論文で報告した。

进行塑性加工的金属中微观结构的不均匀发展和局部应变的产生极其重要，因为它们影响后续加工、再结晶以及裂纹萌生和扩展。迄今为止，已有许多关于“不均匀变形”和“不均匀结构形成”的报道，人们普遍认为晶粒结构不均匀行为的主要原因是晶体取向依赖性，但事实仍然并非如此。尚未清楚地表明晶粒结构中局部应变集中发生的位置。以Al-4mass%Cu合金为样品，分析了实验获得的三维X射线CT图像中Al2Cu颗粒的位置，发现变形前后颗粒的局部三维塑性应变相同。分析了。将测得的塑性应变与 LabDCT 测得的初始晶粒结构的晶体取向进行比较，并确定每个晶粒的应变平均值和标准偏差。分析是在加工硬化区域约 15% 的张力下进行的。使用等效塑性应变作为代表值，我们研究了晶粒尺寸、泰勒因子（塑性变形容易程度的指数）或到晶界的距离之间的相关性。晶粒尺寸较大的晶粒内应变差异（标准偏差）相对较大。然而，尺寸和泰勒因子与实际塑性应变量之间没有明显的相关性。对应变集中与晶体结构之间关系的仔细研究表明，相邻晶粒之间变形能力的差异（例如泰勒因子的差异）很重要。迄今为止的结果已在一篇论文中报道。