Phase-field simulation of nucleation and growth of MC carbide and ferromagnetic phases during creep deformation in Type 304 steel

フェーズフィールド法による304鋼のクリープ変形中におけるMC炭化物と強磁性相の析出・成長シミュレーション

塚田 祐貴*; 白木 厚寛*; 村田 純教*; 高屋 茂  ; 小山 敏幸*; 森永 正彦*

Tsukada, Yuki*; Shiraki, Atsuhiro*; Murata, Yoshinori*; Takaya, Shigeru; Koyama, Toshiyuki*; Morinaga, Masahiko*

フェーズフィールド法を用いて、304鋼のクリープ過程におけるMC炭化物及び強磁性相である相の析出・成長シミュレーションを実施した。炭化物近傍のクリープ転位による欠陥エネルギーは、クリープ変形中に増加し、蓄積して、相析出の駆動力となる。本研究で実施したシミュレーションは、各析出物の量の経時的変化を正確に模擬していた。さらに、相析出に対する転位密度の影響を評価し、フェーズフィールド法が、相変態の確率的及び動力学的現象の評価に有効であることを示した。

A phase-field method was applied to the simulation of simultaneous nucleation and growth of both MC carbide and ferromagnetic phases during the creep process in Type 304 steel. The defect energy of the creep dislocations near the carbides, which increases during creep, was integrated into the nucleation driving force for the phase. The simulation used in this study accurately reproduced changes in the amounts of the precipitated phases as a function of creep time. Furthermore, we examine the effect of the dislocation density on precipitation of the phase, and show that the phase-field method is useful for examining the stochastic and kinetic phenomenon of phase transformation.