Tension/compression anisotropy in yield stress and Bauschinger effect in ultrafine-grained metals

超微細粒金属の引張・圧縮異方性とBauschinger効果

都留 智仁   ; 青柳 吉輝*; 加治 芳行  ; 下川 智嗣*

Tsuru, Tomohito; Aoyagi, Yoshiteru*; Kaji, Yoshiyuki; Shimokawa, Tomotsugu*

超微細粒金属では引張・圧縮異方性や、繰り返し変形による異方性が観察される。バウシンガー効果などの繰り返し変形による異方性は多くの微細粒材料に共通であり、引張・圧縮異方性は一部の金属にのみに見られるが、これらの要因は明らかになっていない。そこで、本研究では、アルミニウムと銅の異なる金属を用いた大規模原子シミュレーションによって、変形時の内部構造の変化から特異な機械特性と材料によって異なる塑性異方性について検討を行った。その結果、アルミニウムで引張・圧縮異方性が顕著であることがわかった。これは積層欠陥エネルギーが外部負荷によって大きく変化し、粒界からの転位の生成を容易にするためであることを明らかにした。

The plastic deformation characteristics of ultrafine-grained metals were investigated by huge scale atomistic simulations. Some polycrystalline models were constructed and the uniaxial tension and compression were applied to the polycrystalline aluminum and copper models. It is found that yield stress is strongly influenced by the number of intragranular dislocation sources, i.e., dislocation density. The Bauschinger effect of UFG metals is caused by the change in dislocation density in the process of forwarding and backwarding deformation. Additionally, the yield stresses of tensile and compressive deformation have some sort of plastic anisotropy. UFG aluminum shows more significant anisotropy than UFG copper.