simultaneous control of shape and microstructure to achieve the high-value-added manufacturing of magnesium alloy products

• Project/Area Number: 18K14025
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: Onuki Yusuke 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 産学官連携助教 (50746998)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: マグネシウム合金 / 集合組織 / 動的再結晶 / 曲げ加工 / マグネシム合金 / 塑性加工 / 中性子回折 / 塑性変形 / 塑性加工・成形 / 加工・熱処理 / 結晶・組織制御

Outline of Final Research Achievements

Magnesium alloys are light and rigid structural materials while their ductility is not as good as steels and aluminum alloys. In this study, however, we observed an excellent ductility of Ca-added magnesium alloy at high temperatures (200～300℃). By heating only the part to be deformed, a large deformation could be achieved, which consumed minimum energy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

軽量高強度のマグネシウム合金の利用拡大は、自動車・鉄道車両などの軽量化に寄与し、二酸化炭素排出量の低下に貢献できる。本研究はマグネシウム合金の「形を作る」プロセスを提案することで、この社会的課題に対するアプローチを示しました。学術的な観点からは、高温でのマグネシウム合金の延性改善メカニズムが、鉄鋼やアルミニウム合金とは異なる現象に起因していることを明らかにした。これについてはまだ不明な点が多いですが、今後の研究によって、「延性に乏しくすぐ割れる」というマグネシウム合金の常識を覆す可能性がある。

Research Products

• [Journal Article] Anomalous Twinning as the Macroscopic Deformation Mechanism for AZ31 Magnesium Alloy (2019)
  • Author(s): Onuki Yusuke、Sato Shigeo
  • Journal Title: Key Engineering Materials Volume: 810 Pages: 95-100
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.810.95
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Simultaneous Control of Texture, Microstructure, and Shape by Hot Deformation for Magnesium Alloy AZX612 (2021)
  • Author(s): Yusuke Onuki, Kasumi Masaoka, Shigeo Sato
  • Organizer: ICOTOM19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Microstructure and texture development in AZX612 magnesium alloy during tensile deformation at elevated temperatures (2021)
  • Author(s): Kasumi Masaoka, Yusuke Onuki, Shigeo Sato
  • Organizer: ICOTOM19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 難燃性マグネシウム合金AZX612の高温変形におけるその場集合組織観察 (2020)
  • Author(s): 正岡佳純、小貫祐介、佐藤成男
  • Organizer: 日本金属学会第167回講演大会
• [Presentation] 中性子を利用した多結晶材料の集合組織解析 (2019)
  • Author(s): 小貫祐介
  • Organizer: 塑性加工学会東関東支部 第57回技術懇談会
• [Presentation] 六方晶金属の非等方的な結晶子微細化に対する Williamson-Hall 法の補正法検討 (2019)
  • Author(s): 正岡佳純，小貫祐介，佐藤成男
  • Organizer: 第55回Ｘ線分析討論会 ～X線分析を通して福島復興を考える～
• [Presentation] Role of the deformation twinning on the plastic deformation and fracture of magnesium (2018)
  • Author(s): Yusuke Onuki, Shigeo Sato
  • Organizer: NEW METHODS OF DAMAGE AND FAILURE ANALYSIS OF STRUCTURAL PARTS
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] Ｘ線分析の進歩５１ (2020)
  • Author(s): 日本分析化学会・Ｘ線分析研究懇談会
  • Total Pages: 344
  • Publisher: アグネ技術センター
  • ISBN: 9784867070017
• [Remarks] ResearchGate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Yusuke_Onuki2