Large-scale atomistic simulations of anisotropic plastic deformation in bulk nanostructured metals

バルクナノメタルの異方性塑性変形挙動の大規模原子シミュレーション

都留 智仁   ; 青柳 吉輝*; 加治 芳行  ; 下川 智嗣*

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

バルクナノメタルのように結晶粒が微細な金属では降伏応力や塑性変形に異方性が生じることがわかってきた。材料の種類によってバウシンガー効果や引張り圧縮異方性は異な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、並列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い、積層欠陥エネルギー等のすべりに関する材料特性の外部負荷依存性が異方性に大きく影響することを明らかにした。

The plastic deformation of ultrafine-grained metals was investigated by large 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 bulk nanostructured metals (BNM) 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. BNM aluminum shows more significant anisotropy than BNM copper.