室温における六方晶金属特有の新たなクリープメカニズムの解明

阐明室温下六方金属特有的新蠕变机制

• 批准号: 08J00141
• 负责人: 松永 哲也
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00141/
• 关键词: 六方晶金属; 室温クリープ; 転位列; 粒界すべり

六方晶金属の室温クリープ機構のモデル化を行うため、粒径依存性及び粒界近傍の変形様相を、それぞれクリープ試験、電子航法散乱回折(EBSD)法、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて調査した。クリープ試験の結果は、通常高温(>0.4T_m:T_mは融点)の転位クリープでは観察されない粒径指数が、<0.3T_mにおいで観察され、その指数は、p=1を得た。この指数は、粒界が転位運動を阻害することを意味している。さらに、AFM、EBSD法により、転位が粒界に堆積していること、粒界すべりが粒界構造に依存することを明らかにした。粒界における転位の堆積は、粒界が転位運動の障害物であることを意味し、粒径指数の観察とも整合する。つまり、転位は粒内を運動した後、粒界で運動に対し抵抗を受けることが分かる。粒界構造依存性では、粒界構造が安定な規則粒界において粒界すべりは小さく、不規則(ランダム)粒界では、大きくなる傾向が得られた。これは、規則粒界がランダム粒界より構造が安定的であり、粒内からの転位の導入が困難である一方、欠陥を多く保持するランダム粒界では、転位が比較的容易に粒界に吸収されることを意味する。以上の結果を踏まえ、室温クリープにおいては粒界が粒内の転位を吸収することで、定常状態を生み出しクリープを持続させていることが分かった。粒内変形と粒界変形の関係は、高温(>0.4T_m)では粒内の転位運動と粒界のすべりは個別に作用する並列関係を想定しているが、低温(<0.3T_m)では粒内の転位が粒界に吸収され、粒界転位となって粒界すべりを生じさせる直列関係があることが示された。これにより室温クリープの構成方程式が確定し、本研究は低温における新たなクリープ機構の存在を提案した。

为了模拟六方金属的室温蠕变机制，我们分别使用蠕变测试、电子导航散射衍射（EBSD）和原子力显微镜（AFM）研究了晶粒尺寸依赖性和晶界附近的变形。蠕变试验的结果是，在高温(>0.4T_m，其中T_m是熔点)下位错蠕变中通常观察不到的晶粒尺寸指数在<0.3T_m处观察到，该指数为p= 1.该指数意味着晶界抑制位错运动。此外，使用 AFM 和 EBSD 方法，我们揭示了位错沉积在晶界处，并且晶界滑移取决于晶界结构。位错在晶界处的积累意味着晶界是位错运动的障碍，这也与晶粒尺寸指数的观察结果一致。换句话说，可以看出，位错在晶粒内移动后，在晶界处的移动受到阻力。关于晶界结构依赖性，在晶界结构稳定的规则晶界处，晶界滑移往往较小，而在不规则（随机）晶界处，晶界滑移往往较大。这是因为有序晶界具有比随机晶界更稳定的结构，使得难以从晶粒内部引入位错，而保留许多缺陷的随机晶界使得位错相对容易地进入晶界。吸收。基于上述结果，发现在室温蠕变过程中，晶界吸收晶粒内的位错，形成稳态并维持蠕变。晶内变形与晶界变形之间的关系呈现平行关系，其中晶内位错运动和晶界滑移在高温（>0.4T_m）下独立作用，但在低温（<0.3T_m）下存在一系列其内部位错被晶界吸收而成为晶界位错，引起晶界滑移的关系。建立了室温蠕变的本构方程，并提出了低温蠕变新机制的存在。

项目成果

Grain boundary sliding induced by lattice dislocation activity during ambient temperature creep in h. c. p. metals

h 内环境温度蠕变期间晶格位错活动引起的晶界滑动。

• 发表时间: 2008
• 作者: Tetsuya Matsunaga; Tatsuya Kameyama; Eiichi Sato
• 通讯作者: Eiichi Sato

Constitutive Relation for Ambient-Temperature Creep in Hexagonal Close-Packed Metals

六方密排金属环境温度蠕变的本构关系

• 发表时间: 2009
• 作者: Tetsuya Matsunaga

Relaxation mechanisms at grain boundaries for ambient temperature creep of hcp metals

hcp 金属环境温度蠕变的晶界弛豫机制

• 作者: Tetsuya Matsunaga; Kohei Takahashi; Tatsuya Kameyama; Eiichi Sato
• 通讯作者: Eiichi Sato

六方晶金属における室温クリープでの粒界すべりの影響

晶界滑移对六方金属室温蠕变的影响

• 发表时间: 2009
• 作者: 松永哲也

六方晶金属における室温クリープでの粒界すべりの粒界構造依存性

六方金属室温蠕变过程中晶界滑移的晶界结构依赖性

• 发表时间: 2008
• 作者: 松永哲也; 亀山達也; 上田章二; 佐藤英一
• 通讯作者: 佐藤英一