書6§

4 :12

Σ 01

.02.03.O Distance,x/pm

Fig.3.15RegionIIIで 真 ひ ず み0.25ま で 引 張 変 形 を 加 え た 試 験 片 の(a)と(b)KAMマ ッ プ と(c)方 位 差 プ ロ フ ァ イ ル.赤 色 の 破 線 は{111}面 を 示 す.

、(c) . 10 め 壱8 お

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1.02.03.04.O Distance,x/pm

Fig.3.16RegionIIIで 真 ひ ず み0.50ま で 引 張 変 形 を 加 え た 試 験 片 の(a)と(b)KAMマ ッ プ と(c)方 位 差 プ ロ フ ァ イ ル.赤 色 の 円 は 結 晶 粒 の 突 起 部 を 示 す .

4.考 察

4.1RegionIIに お け る組 織 変 化 機 構

Fig.3.6(b)に 示 した 極 点 図,Fig.3.7に 示 し たFIBグ リ ッ ドを用 い た 表 面 観 察,Fig.3.13 に 示 した 変 形 前 後 の 材 料 表 面 に お け るEBSD法 を用 い た 組 織 観 察 結 果,Fig.3.14に 示 した 変 形 中 の 短 辺 粒 径 一 ア ス ペ ク ト比 の 分 布 変 化 に 基 づ い て,RegionIIに お け る変 形 で 確 認 され た 変 形 方 向 へ の 異 方 的 な 粒 成 長 に つ い て 考 察 す る.

超 塑 性 変 形 中 に 生 じ る 動 的 粒 成 長 に つ い て,Satoら[29]は 粒 界 移 動(GrainBoundary Migration:GBM),ClarkとAlden[31]は 結 晶 粒 回 転,Liら[28]は 転 位 のす べ り運 動,Shinら[32]

は拡 散 に 基 づ い た モ デ ル を そ れ ぞ れ 考 案 して い る.こ こ で は,本 研 究 の 結 果 と彼 ら の 考 案 した モ デ ル を 照 ら し合 わ せ て 考 察 を行 う.

ま ず,Liら[28]が 主 張 す る 「転 位 の す べ り運 動 に よ る結 晶 粒 の 伸 長 」 に つ い て 考 察 す る.

彼 らが 主 張 す る よ うに,結 晶 粒 の 伸 長 が 転 位 の す べ り運 動 に よ っ て 生 じ る と,<llO>方 向 へ 強 い 配 向 を 持 っ た集 合 組 織 を 形 成 す る と考 え られ る .し か し,Fig.3.6(b)に 示 した<llo>

方 位 の 極 点 図 にお い て は そ の 様 な 傾 向 は 見 られ な か っ た.更 に,Fig.3.7に 示 したFIBグ リ ッ ドを 用 い た 表 面 観 察 に お い て も,粒 内 変 形 を示 す グ リ ッ ドの 湾 曲 は 観 察 され な か っ た.

ま た,Fig.3.14に 示 した 短 辺 粒 径 一 ア ス ペ ク ト比 の 分 布 に っ い て は,結 晶 粒 の 伸 長 が転 位 の す べ り運 動 に よ っ て 生 じる 場 合,分 布 は 短 辺 粒 径 が 減 少 し,ア ス ペ ク ト比 が 増 加 す る 方 向 へ 広 が る と考 え られ る が,Fig.3.14に お い て そ の 様 な傾 向 は 見 られ な か っ た.以 上 の 結 果 よ り,RegionIIに お け る異 方 的 粒 成 長 に転 位 の す べ り運 動 は 寄 与 して い な い と考 え られ る.

続 い て,Shinら[32]が 主 張 す る 「拡 散 に よ っ て 生 じた 析 出 物 欠 乏 層 の 局 所 変 形 に よ る 結 晶 粒 の 伸 長 」 に つ い て 考 察 す る.彼 ら の 主 張 で は,引 張 軸 に 平 行 な粒 界 か ら引 張 軸 に 垂 直 な 粒 界 へ 向 け て 拡 散 が 生 じ析 出 物 欠 乏 層 を形 成 す る が,こ の 様 な 現 象 が 生 じた 場 合,Fig.3.14

に示 した 短 辺 粒 径 一 ア ス ペ ク ト比 の 分 布 は,転 位 の す べ り運 動 と同 様,分 布 は 短 辺 粒 径 が 減 少 し,ア ス ペ ク ト比 が 増 加 す る 方 向 へ 広 が る と考 え られ る.し か し,Fig.3.14に お い て そ の 様 な 傾 向 は 見 られ な か っ た.従 っ て,彼 らの 主 張 と本 研 究 結 果 は 一 致 しな い .

Fig.3.13に 示 した 変 形 前 後 の 同 一 視 野 観 察 の 結 果 で は,前 述 した よ うにFloatinggrainが 原 因 で 材 料 表 面 と 内 部 で 異 な る 組 織 変 化 が 生 じて い る こ と が 確 認 され た.こ の 結 果 よ り, RegionIIで の 変 形 中 に 生 じた 異 方 的粒 成 長 で は,粒 界 間 の相 互 作 用 が 重 要 な役 割 を果 た し

て い る と 考 え られ る.粒 界 間 の 相 互 作 用 が 生 じる 現 象 と して,粒 界 す べ り,結 晶 粒 回 転, 粒 界 移 動 が 挙 げ られ る.前 述 した よ うに,粒 界 移 動 に 基 づ い た 粒 成 長 モ デ ル[29]と 結 晶 粒 回 転 に 基 づ い た粒 成 長 モ デ ル[31]が 既 に 考 案 され て い る.例 え ば,変 形 方 向 へ 異 方 的 に粒 界 移 動 が 生 じた と仮 定 す る と,Fig.3.14に 示 した 変 形 中 の 短 辺 粒 径 一 ア ス ペ ク ト比 の 分 布 変 化 を 説 明 す る こ とが で き る.こ こ で,Fig.4.1(b)に 示 すIPFマ ップ に 着 目す る と,伸 長 した 結 晶 粒 の 一 部 は 小 角 粒 界 に 区 切 られ て い る こ とが 分 か る.異 方 的 な 粒 成 長 が 粒 界 移 動 に よ っ て 生 じ る 場 合 は,こ の 様 な 小 角 粒 界 で 区 切 られ た 組 織 に は な らな い と考 え られ る .従 っ て,異 方 的 粒 成 長 は粒 界 移 動 と異 な る メ カ ニ ズ ム で 生 じた と考 え られ る.

一 方,ClarkとAlden[31]が 主 張 す る よ うに,異 方 的 粒 成 長 が 結 晶 粒 回 転 に よ っ て 生 じた 場 合,短 辺 粒 径 一 ア ス ペ ク ト比 の 分 布 は,短 辺 粒 径 を維 持,あ る い は 増 加 しつ つ ア ス ペ ク ト

比 が 増 加 す る と考 え られ,Fig.3.14に 示 した 結 果 と も一 致 す る.ま た,変 形 に 伴 う結 晶 粒 回 転 に よ り方 位 差 が 減 少 す る こ とで 結 晶 粒 が 合 体 した と仮 定 す る と,Fig.4.1(b)に 示 す 小 角 粒 界 で 区切 られ た 伸 長 粒 の 形 成 を 説 明 す る こ とが で き る.

Fig.3.14に 示 した 短 辺 粒 径 一 ア スペ ク ト比 の 分 布 と,Fig.4.1(b)のIPFマ ッ プ,結 晶 粒 回 転 が 観 察 され たFig.3.7(d)(h)に よ り,異 方 的 粒 成 長 が 結 晶粒 の 回 転 に よ っ て 生 じ る と 予 想 され る.し か し,Fig.3.13に 示 した 材 料 表 面 を観 察 したIPFマ ップ で は,結 晶 粒 回 転 が 生 じた 領 域 近 傍 で の 伸 長 粒 の 形 成 は確 認 で き な か っ た.こ れ は,前 述 した よ うにFloating grainを 観 察 し て い る こ とが 原 因 で あ る と考 え られ る.従 っ て,結 晶 粒 回 転 に よ る 異 方 的 粒 成 長 を 確 認 す る た め に は,材 料 内部 に お い て 結 晶 粒 回 転 と組 織 変 化 の 両 方 を 観 察 す る 必 要 が あ り,今 後 の 課 題 と して 挙 げ られ る.

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