水素ポアと粒子の3D分布を考慮したアルミニウム合金のミクロ組織最適化

摘要

一般に延性破壊は分散粒子などでポイドが生成し，それらが成長·合体することによって起こると認識されてきた。しかし，最近Todaらがアルミニウム合金をCT観察した結果によれば，このような従来型の延性破壊機構が観察されることはなく，むしろアルミニウム合金中に変形前から内在する水素ポアが早期に合体して破断するという新しい延性破壊機構（＝水素ポア機構）により破壊に至ることが報告された1）。これは，分散粒子の低減を目指した従来通りの材料開発では実現できないアルミニウム合金の高延性化が，水素ポアの制御により実現される可能性を示唆している。一方放射光CTによる3D/4D可視化の高分解能化が進められており，このような高分解能放射光CTを用いて取得した3Dデータから直接有限要素モデルを作製するイメージベース有限要素解析（IBFEA）の適用も急速に進hでいる。IB－FEAを活用して材料組織（特に水素ポア性状）を最適化することで効率よくアルミニウム合金の延性を向上させる可能性がある。