Heterogeneous plastic deformation and Bauschinger effect in ultrafine-grained metals; Atomistic simulations

超微細粒材料の塑性変形の異方性とBauschinger効果; 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*

大規模原子シミュレーションを用いて、多結晶モデルに対して単軸引張りと圧縮を与えることで超微細粒材料の降伏強度と塑性変形に関する転位密度の影響を検討した。その結果、初期の降伏挙動は転位密度が小さくなるにつれて異方性が大きくなることがわかった。また、Bauschinger効果はこれまで知られている粗大粒のメカニズムと異なり、転位密度が変化することによって生じることを明らかにした。

The effect of the dislocation density on yield strength and subsequent plastic deformation of ultrafine-grained metals was investigated in large-scale atomistic simulations. Polycrystalline models were constructed and uniaxial tension and compression were applied to elucidate the heterogeneous plastic deformation and the Bauschinger effect. The initial yield becomes heterogeneous as the dislocation density decreases owing to a wide range of Schmid factors of activated slip systems in each grain. A different mechanism of the Bauschinger effect was proposed, where the Bauschinger effect of ultrafine-grained metals is caused by the change in dislocation density in the process of forward and backward loadings.