(S039_2)バルクナノメタルの脆性－延性遷移挙動

摘要

結晶粒微細化は材料の延性·靭性を損なわずに強度を向上させることができる組織制御法としてよく知ら れている．しかし，そのメカニズムの全容解明には，未だ解決すべき大きな基礎的問題が残されている．一 般に材料の破壊強度は原子間結合力の大きさのみでなく，クラックなどによる応力集中に対する塑性緩和過 程に依存する．この緩和機構としていくつかの考え方が示されているが， Thomson は亀裂先端から放出さ れた転位の応力場によって亀裂が圧縮場を受けて靭性が向上するという応力遮蔽効果を提案した．この遮 蔽理論をベースとした，各種単結晶材料を用いた先行研究において， 脆性－延性遷移(brittle-to-ductile transition: BDT)温度の変形速度依存性から求まる活性化エネルギーの値が，その温度近傍における転位運動 の活性化エネルギーの値と等しくなることが示され，BDT 挙動は転位の移動律速である事が明らかとなった． そこで本研究では，これら単結晶材料で得られた知見を応用し，結晶粒径が1μm 以下となるバルクナノメタ ルにおけるBDT 挙動と低温靭性向上メカニズムについて考察を行う．