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マイクロアロイングを用いた次世代軽量マグネシウム合金の強度改善

Research Project

Project/Area Number 18760491
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical properties of metals
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

鈴木 真由美  Tohoku University, 大学院・環境科学研究科, 助教 (20292245)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
KeywordsMg-Y-Zn-X合金 / Mg-Al-Ca-Mm合金 / 積層欠陥エネルギー / 粒内析出物 / 高温クリープ / 拡張転位 / 粒界晶出物 / 化学的相互作用 / Mg-Al-Ca-Mm-Sr合金 / 転位下部組織
Research Abstract

Mg-Al-Ca基チクソモールディング(TM)成形材に対してMmをマイクロアロイングした場合に形成される,粒内析出物に関して詳細な調査を行った.粒内析出物はMmを含んでおらず,Mg-Al-Ca三元化合物である可能性が高く,特にMmのマイクロアロイングによるCaの母相への固溶量の変化が析出量に大きく反映していることが示唆された.従って,適切な希土類元素を選択することにより,粒内および粒界へのCaの分配を変化させられることが出来れば,粒界晶出物を希土類元素で安定化し,かつ粒内に微細かつ高体積分率の析出物を導入できる可能性が示唆された.
また,Mg-Y-Zn基合金へCaおよびNiをマイクロアロイングした試料に対し,高温クリープ試験を行ったところ,Ca添加材は3元合金に比べてクリープ強度が増加したが,Ni添加材は3元合金よりも大きくクリープ耐性が劣化した.電子顕微鏡を用いたミクロ組織の詳細な解析より,Caを添加すると,粒内に導入される積層欠陥が高密度にかつ微細に分散するため,積層欠陥と転位との相互作用が大きくなることがわかった.この現象はCaが持つMgの積層欠陥エネルギー低下効果と析出物の微細化効果の二つが関与していると考えられる.一方3元合金では静的に導入される積層欠陥よりもむしろ,YとZnの固溶に伴う積層欠陥工ネルギー低下による変形転位の移動度の低下(変形転位の大幅な拡張)が重要である.Ni添加材では高濃度にYおよびZnを含んだ化合物が高い体積分率で形成されるため,母相内のYおよびZn濃度が低下し強度の劣化を招いたが,Niの拡散係数は非常に小さいため,製造法の工夫等で化合物の形成を抑制できれば,クリープ強度増加の可能性がある.以上より,Ca添加によって上記合金系の強度が大幅に改善可能であると考えられる。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Microalloying Effects of Ca and Ni on High-Temperature Creep Behavior in Mg-Y-Zn Alloys2008

    • Author(s)
      M. Suzuki, K. Tsuchida, and K. Maruyama
    • Journal Title

      Mater. Trans. JIM 49(In press)

    • NAID

      10021146282

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microalloying effects of Ca, Ag, Ni and Zn on mechanical Properties in an Mg-3mass%Y Alloy2007

    • Author(s)
      M. Suzuki, K. Tsuchida, and K. Maruyama
    • Journal Title

      Mater. Sci. Forum 561-565

      Pages: 231-234

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructural Evolution of Cast Mg-AI-Ca Alloy during Friction Stir Processing2007

    • Author(s)
      D.T.Zhang, M.Suzuki, K.Maruyama
    • Journal Title

      Mater. Sci. Forum 539-543

      Pages: 3739-3744

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Mg-Al-Ca系チクソモールディング材の粒界及び粒内第2相によるクリープ強化2006

    • Author(s)
      柴田顕弘, 鈴木真由美, 附田之欣, 斉藤研, 丸山公一
    • Journal Title

      日本金属学会誌 70・12

      Pages: 968-974

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Study on the texutre of a Friction Stir Welded Mg-Al-Ca Alloy2006

    • Author(s)
      D.T.Zhang, M.Suzuki, K.Maruyama
    • Journal Title

      Acta Metal. Sinica. 19・5

      Pages: 335-340

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-Y-Zn合金の熱処理に伴う積層欠陥形成過程2008

    • Author(s)
      鈴木真由美, 丸山公一
    • Organizer
      日本金属学会春期(第142回)大会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 第四元素を微量添加したMg-Y-Zn合金のミクロ組織と機械的性質2007

    • Author(s)
      鈴木真由美, 土田佳代, 丸山公一
    • Organizer
      軽金属学会第112回春期大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 希土類元素を添加したMg基チクソモールディング成形材でのミクロ組織とクリープ強度2007

    • Author(s)
      柴田顕弘, 鈴木真由美, 附田之欣, 斉藤研, 丸山公一
    • Organizer
      軽金属学会第112回春期大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-Y-Zn合金の高温クリープ挙動に及ぼすAg, Ni, Caの効果2007

    • Author(s)
      鈴木真由美, 土田佳代, 丸山公一
    • Organizer
      日本金属学会秋期(第141回)大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ミッシュメタルを添加したMg基チクソモールディング材のクリープ特性2007

    • Author(s)
      柴田顕弘, 鈴木真由美, 丸山公一
    • Organizer
      日本金属学会秋期(第141回)大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Microalloying Effects of Ca, Ag, Ni on High Temperature Creep Behavior in an Mg-Y-Zn Solid Solution Alloy2007

    • Author(s)
      M. Suzuki, K. Tsuchida, and K. Maruyama
    • Organizer
      2nd Asian Symposium on Magnesium Alloys
    • Place of Presentation
      Fukuoka International Congress Center
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of Misch Metal Addition and Heat-Treatment on Creep Strength in Mg-Al-Ca Thixomolded[○!R] Alloys2007

    • Author(s)
      Akihiro Shibata, Mayumi Suzuki, Kouichi Maruyama
    • Organizer
      2nd Asian Symposium on Magnesium Alloys
    • Place of Presentation
      Fukuoka International Congress Center
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Microalloying effiects of Ca, Ag, Ni and Zn on mechanical Properties in an Mg-3mass%Y Alloy2007

    • Author(s)
      M. Suzuki, K. Tsuchida, and K. Maruyama
    • Organizer
      The Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM6)
    • Place of Presentation
      International Congress Center Jeju, Jeju Island, Korea
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-3Y-0.5ZN合金の高温クリープ強度およびミクロ組織に及ぼす微量Ca,Niの影響2007

    • Author(s)
      鈴木真由美, 土田佳代, 丸山公一
    • Organizer
      軽金属学会第113回秋期大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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