BCC鉄におけるへき開面と転位の射出; 分子動力学シミュレーション

Cleavage planes and dislocation emissions in BCC Fe; Molecular dynamics study

鈴土 知明   ; 海老原 健一   ; 都留 智仁   

Suzudo, Tomoaki; Ebihara, Kenichi; Tsuru, Tomohito

BCC金属は構造材料として様々な用途に使われているが、それらは低温領域では脆性的になり、水素等の不純物によって脆性が促進されることが知られている。現象を適切にモデル化して予測することが望まれるが、そのメカニズムは非常に複雑でありモデル化は容易ではない。破壊は巨視的な現象である一方、き裂の進展は原子間結合の切断によって生じる微視的な現象でもある。よって、き裂先端での原子配置や応力集中を精度良く再現し、それによって生じる原子間結合の切断や塑性変形を予測する必要がある。本発表ではBCC金属のへき開をモデル化するため、BCC鉄を例として分子動力学(MD)シミュレーションを行った。その結果、{100}上のへき開が最も容易にき裂が進展することが示された。

BCC metals are used for various purposes as structural materials, but it is known that they become brittle in the low temperature region and brittleness is promoted by impurities such as hydrogen. It is desirable to properly model and predict the phenomenon, but the mechanism is very complicated and it is not easy to model. Fracture is a macroscopic phenomenon, but it is also a microscopic phenomenon caused by the breakage of interatomic bonds. Therefore, it is necessary to accurately reproduce the atomic arrangement and stress concentration at the crack tip, and to predict the breakage and plastic deformation of the interatomic bond. In this study, to model the cleavage of BCC metals, molecular dynamics simulation was performed for iron as an example. The results showed that cleavage on {100} was the easiest to grow.