JP5919384B2 - 材料組織予測装置、製品製造方法及び材料組織予測方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る材料組織予測装置1の構成を示す構成図である。なお、図中における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
Claims (20)
- 温度変化により母相から析出相に相変態する材料の組織を予測する材料組織予測装置であって、
前記材料に前記温度変化を与えるための温度条件に基づいて、前記材料の計算対象領域内の複数の計算点の温度を計算する温度計算手段と、
前記温度計算手段により計算された前記複数の計算点の温度に基づいて、前記計算対象領域内の核生成回数を計算する核生成回数計算手段と、
前記核生成回数計算手段により計算された前記核生成回数及び予め決められた前記複数の計算点の核生成の起こり易さに基づいて、前記複数の計算点から前記析出相の核を生成する析出相生成点を決定する析出相生成点決定手段と、
前記析出相生成点決定手段により前記析出相生成点が繰り返し決定される度に、前記析出相生成点における前記析出相の粒成長を計算する粒成長計算手段と、
前記粒成長計算手段により計算された前記析出相の粒成長に基づいて、前記材料の組織を予測する材料組織予測手段と
を備えることを特徴とする材料組織予測装置。 - 前記粒成長計算手段により計算された前記析出相の粒成長に基づいて、前記析出相の結晶粒の形状特性値を計算する形状特性値計算手段と、
前記形状特性値計算手段により計算された前記形状特性値に基づいて、複数の前記形状特性値の統計量を計算する統計量計算手段と、
前記統計量計算手段により計算された前記統計量に基づいて、前記材料の材質を予測する材質予測手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の材料組織予測装置。 - 冷却後又は加熱後の前記材料から得られる前記形状特性値の統計量である実績統計量を取得する実績統計量取得手段と、
前記統計量計算手段により計算された前記統計量及び前記実績統計量取得手段により取得された前記実績統計量に基づいて、前記核生成回数計算手段により前記核生成回数を計算するための計算式を修正する核生成回数計算修正手段と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の材料組織予測装置。 - 前記材料組織予測手段により予測された前記材料の組織に基づいて、前記材料の材質を評価する材質評価手段
を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の材料組織予測装置。 - 前記核生成回数計算手段は、前記母相と前記析出相の自由エネルギー差及び前記母相の拡散係数に基づいて、前記核生成回数を計算すること
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の材料組織予測装置。 - 前記複数の計算点に前記母相からの前記析出相の核生成の順位を決定する核生成順位決定手段を備え、
前記析出相生成点決定手段は、前記核生成順位決定手段により決定された前記析出相の核生成の順位を用いて、前記析出相生成点を決定すること
を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の材料組織予測装置。 - 前記温度計算手段は、前記材料に既に加えられた前記温度条件の実績値に基づいて、前記複数の計算点の温度を計算すること
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の材料組織予測装置。 - 温度変化により母相から析出相に相変態する材料から製品を製造するための製造方法であって、
前記材料に前記温度変化を与えるための温度を制御し、
前記温度を制御するための温度条件に基づいて、前記材料の計算対象領域内の複数の計算点の温度を計算し、
計算した前記複数の計算点の温度に基づいて、前記計算対象領域内の核生成回数を計算し、
計算した前記核生成回数及び予め決められた前記複数の計算点の核生成の起こり易さに基づいて、前記複数の計算点から前記析出相の核を生成する析出相生成点を決定し、
前記析出相生成点が繰り返し決定される度に、前記析出相生成点における前記析出相の粒成長を計算し、
計算した前記析出相の粒成長に基づいて、前記材料の組織を予測し、
予測した前記材料の組織に基づいて、前記析出相の結晶粒の形状特性値を計算し、
計算した前記形状特性値に基づいて、複数の前記形状特性値の統計量を計算し、
計算した前記統計量を利用して、前記製品を製造すること
を含むことを特徴とする製品製造方法。 - 計算した前記析出相の粒成長の計算結果に基づいて、前記析出相の前記相変態に伴う変態発熱量を計算することを含み、
前記温度の制御は、前記温度条件及び計算した前記変態発熱量を用いること
を特徴とする請求項8に記載の製品製造方法。 - 計算した前記統計量に基づいて、前記材料の材質を予測し、
前記材質の予測結果に基づいて、前記製品を製造すること
を含むことを特徴とする請求項8に記載の製品製造方法。 - 予測した前記材料の組織に基づいて、前記材料の材質を評価すること
を含むことを特徴とする請求項8に記載の製品製造方法。 - 前記材料の材質の評価結果に基づいて、下工程で前記材料を処理すること
を含むことを特徴とする請求項11に記載の製品製造方法。 - 前記材料の材質の評価結果に基づいて、前記温度条件を変化させること
を特徴とする請求項11に記載の製品製造方法。 - 温度変化により母相から析出相に相変態する材料の組織を予測する材料組織予測方法であって、
前記材料に前記温度変化を与えるための温度条件に基づいて、前記材料の計算対象領域内の複数の計算点の温度を計算し、
計算した前記複数の計算点の温度を用いて前記計算対象領域内の核生成回数を計算し、
計算した前記核生成回数及び予め決められた前記複数の計算点の核生成の起こり易さに基づいて、前記複数の計算点から前記析出相の核を生成する析出相生成点を決定し、
前記析出相生成点が繰り返し決定される度に、前記析出相生成点における前記析出相の粒成長を計算し、
計算した前記析出相の粒成長に基づいて、前記材料の組織を予測することを含むことを特徴とする材料組織予測方法。 - 計算した前記析出相の粒成長に基づいて、前記析出相の結晶粒の形状特性値を計算し、
計算した前記形状特性値に基づいて、複数の前記形状特性値の統計量を計算し、
計算した前記統計量に基づいて、前記材料の材質を予測すること
を含むことを特徴とする請求項14に記載の材料組織予測方法。 - 冷却後又は加熱後の前記材料から得られる前記形状特性値の統計量である実績統計量を取得し、
計算した前記統計量及び取得した前記実績統計量に基づいて、前記核生成回数を計算するための計算式を修正すること
を含むことを特徴とする請求項15に記載の材料組織予測方法。 - 予測した前記材料の組織に基づいて、前記材料の材質を評価すること
を含むことを特徴とする請求項14から請求項16のいずれか1項に記載の材料組織予測方法。 - 前記核生成回数の計算は、前記母相と前記析出相の自由エネルギー差及び前記母相の拡散係数を用いること
を含むことを特徴とする請求項14から請求項17のいずれか1項に記載の材料組織予測方法。 - 前記複数の計算点に前記母相からの前記析出相の核生成の順位を決定し、
前記析出相生成点の決定は、決定した前記順位を用いること
を特徴とする請求項14から請求項18のいずれか1項に記載の材料組織予測方法。 - 前記複数の計算点の温度の計算は、前記材料に既に加えられた前記温度条件の実績値を用いること
を特徴とする請求項14から請求項19のいずれか1項に記載の材料組織予測方法。
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