Atomistic modeling of hardening in thermally-aged Fe-Cr binary alloys

熱時効したFe-Cr2元合金の硬化に関する原子論的モデリング

鈴土 知明   ; 永井 康介*; Alfredo, C.*

Suzudo, Tomoaki; Nagai, Yasuyoshi*; Alfredo, C.*

Fe-Cr合金は熱時効によりスピノーダル分解を起こし、材料の硬化や延性の低下などを招くことがよく知られている。本研究はこの現象の原子論的モデルリングの最初の試みである。我々はまずモンテカルロ法を用いてスピノーダル分解した微細構造を再現し、その構造中の刃状転位の運動を分子動力学で実現した。スピノーダル分解進行の様々な段階で、材料硬化の指標である臨界応力を測定し、実験観察で得られている相分離パラメータと硬化の線形関係を再現することに成功した。

It is widely known that Fe-Cr binary alloys undergo spinodal decomposition when they are thermally aged, and that this microstructural evolution causes hardening and loss of ductility of the material. The present study is about the first attempt to tackle this problem by exploiting atomistic modeling techniques. We apply Monte Carlo simulation to creating spinodally-decomposed microstructure and molecular dynamics to simulating edge dislocations moving through this microstructure by imposing shearing deformation. We then measure the critical stress as a measure of hardness for many cases over the progress in spinodal decomposition, and succeed in reproducing an experimentally-discovered proportionality between the phase separation parameter and the hardening.