| Project/Area Number |
19K04079
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 超微細結晶材料 / 加工性 / 強ひずみ加工 / 超微細結晶粒材料 / 延性 / 圧縮試験 / 超微細結晶 / 半凝固プロセス / アルミニウム合金 / マグネシウム合金 / 超微細結晶粒 / 強ひずみ加工法 |
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| Outline of Research at the Start |
金属材料の強度と延性はトレードオフの関係にあり、超微細結晶材も例外ではなく、高強度であるが延性が不十分である。延性が低い主要因はUFG材の塑性変形機構である粒界誘起塑性に起因して加工硬化能が低く、早期に塑性不安定現象が生じるためである。本研究では高い成形性の発現機構を究明するとともに、最適なミクロ組織および加工条件を明らかにする。圧延や押出加工など多くの二次加工は延性よりも展性由来の成形性が重要であり、この性質をうまく引き出すことが可能になれば、二次加工性が不十分と考えられていた超微細結晶材料の用途の拡大が期待できる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Ultrafine grained materials or nanocrystalline materials should have high formability under high compressive stress state because they have low strain hardening capability due to their unique deformation mechanism involving grain boundary sliding. Target materials was changed from semi-solid Al-Si alloys to copper of commercial purity because it was difficult to fragment the second Si phase by ECAP for Al-Si alloys, which is essential to obtain high formability.
However, it was found that even pure copper have high potential to exhibit high compressive formability.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
構造材料の高強度化は構造物の軽量化を可能とするため，省資源かつ省エネルギーに対して重要な課題である．強ひずみ加工法は大型の構造用金属材料に対して結晶粒径をサブミクロンまで微細化することが可能であり，かつ合金元素を必要としないために将来的には重要な強化手法となりえる．一方で、本手法においても強度化に伴い破断伸びの低下し，二次加工性の低下も課題であった．しかし、超微細材料がもつ局部延性はくびれが発生しにくい，圧縮応力状態では従来材にそん色ない加工性を示しことが実証された．加工性方法をうまく選択すれば高い二次加工性を得られることが示されて，構造用材料への適用できる可能性が他かくなった．
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