− 18 −塑性加工塑性加工AF-2017010一般研究開発助成AF-2017011一般研究開発助成材料設計，プロセス設計複相合金，有限要素解析，結晶塑性構成式mayama@kumamoto-u.ac.jp塑性加工，医療デバイス，インプラントバニシング加工，表面改質，組織制御zhuj@mep.titech.ac.jp熊本大学 大学院先端科学研究部 物質材料科学部門 准教授東京工業大学 工学院 機械系 助教眞山 剛朱 疆二相組織鋼の階層構造を考慮した力学解析手法の構築バニシング加工を利用した金属材料の組織制御本研究では，フェライト相とマルテンサイト相からなる二相組織鋼における組織と力学特性の関係に関する基礎的な知見を得ることを目的として，結晶塑性有限要素法を用いた数値的研究を実施した．本解析で用いられている単結晶挙動は，過去に実施したマイクロスケール材料試験の結果に基づいており，特にマルテンサイト相におけるすべりの晶壁面内／面外異方性が考慮されている点が特徴的である．本解析手法を用いて，二相鋼多結晶体の巨視的変形挙動に及ぼす(i)初期集合組織の影響，(ii)各相体積分率の影響，(iii)軟質相特性の影響を数値的に調査した．その結果，αファイバー集合組織を有する場合は，結晶格子回転による軟化が顕著な傾向があるが，フェライト相の特性を制御することによりその軟化が抑制され得ることが示唆された．マグネシウム合金は比強度が高い合金として，自動車，飛行機，スポーツ用品，インプラントなど多岐に使用されている．様々な用途に応じてマグネシウム合金の高性能化及び長寿命化を実現するには，引張強度・疲労強度・耐摩耗性・耐腐食性など様々な機械的性質を高める必要がある．熱処理などの結晶制御加工は，板材のような素材の一次加工に適用されているが，様々な形状を有する製品の二次加工には適用されていない．そこで、様々な製品形状において，任意の部分の結晶組織および材質を自在に制御できるバニシング加工が期待されている．バニシング加工は金属表面の微小な塑性変形を利用した加工法であり，表面粗さを改善するだけではなく，材質改善にも有効である．本研究では曲面の加工が対応できるボールバニシング工具を開発し，それを用いてマグネシウム合金の表面粗さ，ビッカース硬さ，結晶粒径と結晶配向性などの表面改質効果の評価を実施した．
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