キネティックモンテカルロ法を用いた予備時効におけるAl-Mg-Si合金中のクラスタリング挙動の解明

Investigation of clustering behavior in an Al-Mg-Si alloy during pre-aging using Kinetic Monte Carlo method

東海林 瑞希*; 栗原 健輔*; Du, J.-P.*; 尾方 成信*; Lobzenko, I.   ; 都留 智仁   ; 芹澤 愛*

Shoji, Mizuki*; Kurihara, Kensuke*; Du, J.-P.*; Ogata, Shigenobu*; Lobzenko, I.; Tsuru, Tomohito; Serizawa, Ai*

Al-Mg-Si合金は、時効初期に形成するナノクラスタの寄与により、複雑な二段時効挙動をとるとされている。本研究では、Kinetic Monte Carlo計算(以下、KMC)を用いてAl-Mg-Si合金モデルに対し、拡散障壁を考慮した溶質原子の拡散過程の探索を行うことでナノクラスタの形成メカニズムについて調査した。373KにおけるAl-Mg-Si合金中の溶質原子の拡散挙動を調査した計算した結果、実験で得られているMg/Si比を有するナノクラスタの形成を再現することがわかった。

Al-Mg-Si alloys are considered to have complex two-step aging behavior due to the contribution of nanoclusters that form in the early aging stage. In this study, the mechanism of nanocluster formation was investigated by using Kinetic Monte Carlo (KMC) calculations to explore the diffusion process of solute atoms in an Al-Mg-Si alloy model, taking into account diffusion barriers. The calculated diffusion behavior of solute atoms in the Al-Mg-Si alloy at 373 K reproduced the formation of nanoclusters with the Mg/Si ratio obtained experimentally.