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Development of dynamic analysis method for the cluster formation behavior by using dislocations

Research Project

Project/Area Number 19K22036
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

IKEDA Ken-ichi  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20335996)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高田 健  大同大学, 工学部, 教授 (60373586)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywordsクラスタ形成 / 転位 / 力学応答 / クリープ変形 / 電気抵抗 / 析出物形成 / 組織形成 / 析出 / クラスタ形成挙動 / 定常変形
Outline of Research at the Start

時効析出が可能なアルミニウム合金や炭素鋼などの固溶体合金は、過飽和固溶状態から低温で時効を施すことによりクラスタと呼ばれる合金元素の集合体が形成し、材料の強度上昇を引き起こすことが知られている。クラスタの存在を確かめる手法は種々存在するが、いずれも破壊解析であり、クラスタの核生成から成長までの経時変化については解明されておらず、解析手法も確立されていないのが現状である。そこで本研究では、試料をクラスタ生成温度に保持した上で、転位密度がほぼ一定に存在する条件、すなわち定常変形条件を利用することで、転位を検出プローブとしたクラスタ形成挙動の動的解析手法を確立することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

It is well known that aging products such as clusters of alloying elements and precipitates are formed when supersaturated solid solution alloys are heated and that these aging products affect the strength of the alloys. In this study, we aimed to develop a method to dynamically analyze the formation process of these aging products. We conducted a creep test method using dislocations responsible for plastic deformation as detection probes and an evaluation focusing on changes in electrical resistivity. It was found that there were differences in micro-deformation behavior and changes in electrical resistivity depending on the aging products. In this research period, issues for dynamic evaluation were extracted and future research development was discussed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、クリープ試験や電気抵抗率測定のようにこれまで様々な研究で用いられている手法を応用して、時効生成物の形成挙動を動的に捉えることに取り組んだ。研究期間内では、動的に時効生成物の形成を評価することはできなかったが、抽出した課題を達成できれば、数十年に渡って行われている時効析出現象の研究に新たな視点を加えることができると考え、学術的意義は非常に高いと考えている。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Effect of Grain Boundary Characters on Precipitation Behavior and Local Deformation Behavior in Al-Mg-Si Alloy2021

    • Author(s)
      Hashimoto Takuya、Ikeda Ken-ichi、Miura Seiji
    • Journal Title

      Journal of the Japan Institute of Metals and Materials

      Volume: 85 Issue: 1 Pages: 7-16

    • DOI

      10.2320/jinstmet.JD202002

    • NAID

      130007959982

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • Year and Date
      2021-01-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationship between mechanical properties and age-hardening behavior around grain boundaries of Al-Mg-Si alloy2020

    • Author(s)
      Hashimoto Takuya、Ikeda Ken-ichi、Miura Seiji
    • Journal Title

      MATEC Web of Conferences

      Volume: 326 Pages: 03002-03002

    • DOI

      10.1051/matecconf/202032603002

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Solid Solution Hardening in Supersaturated Al–Mg–Si Alloy2019

    • Author(s)
      Ken Takata, Kohsaku Ushioda, Kenji Kaneko, Ryutaro Akiyoshi, Ken-ichi Ikeda, Satoshi Hata, Hideharu Nakashima
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 60 Issue: 12 Pages: 2525-2529

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-M2019190

    • NAID

      130007751046

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • Year and Date
      2019-12-01
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Interaction between Recrystallization and Second Phase Particles in Al-Mn Alloy with Impurities (Fe, Si)2022

    • Author(s)
      Kazuha Yamase, Ken-ichi Ikeda, Seiji Miura
    • Organizer
      TMS 2022 ANNUAL MEETING & EXHIBITION
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Al-1mass%Mn合金の組織形成に影響を及ぼす第二相粒子の特徴2022

    • Author(s)
      池田賢一, 山瀬和葉, 三浦誠司
    • Organizer
      日本金属学会2022年春期(第170回)講演大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 連続ねじり加工処理を施したAl-Zn-Mg-Cu合金の力学特性とその組織2021

    • Author(s)
      石ヶ守めぐみ, 池田賢一, 三浦誠司, 中村克昭
    • Organizer
      2021年度日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同サマーセッション
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 低炭素鋼の力学的性質に及ぼす低温時効 熱処理の影響2021

    • Author(s)
      八重畑駿太, 池田賢一, 三浦誠司, 豊田武
    • Organizer
      2021年度日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同サマーセッション
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気抵抗率測定による機械的特性の等温時効変化の解析2021

    • Author(s)
      佐野大和, 高田健, 池田賢一
    • Organizer
      日本金属学会2021年秋期(第169回)講演大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Al-Mn合金熱間圧延材の再結晶組織に及ぼす第二相粒子の影響2021

    • Author(s)
      山瀬和葉, 池田賢一, 三浦誠司
    • Organizer
      日本金属学会2021年秋期(第169回)講演大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Al-1%Mn合金中のFeおよびSi元素が焼きなまし中の再結晶挙動に与える影響2021

    • Author(s)
      山瀬和葉, 池田賢一, 三浦誠司
    • Organizer
      軽金属学会第141回秋期大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 連続ねじり加工処理を施したA7075合金の力学特性とその組織2021

    • Author(s)
      石ヶ守めぐみ, 池田賢一, 三浦誠司, 中村克昭
    • Organizer
      軽金属学会北海道支部 支部講演大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱間圧延を施したAl-1mass%Mn合金の再結晶挙動に及ぼす不純物の影響2021

    • Author(s)
      池田賢一, 山瀬和葉, 三浦誠司
    • Organizer
      令和3年度公益社団法人日本顕微鏡学会 北海道支部学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Al-Mg-Si 合金の力学特性に及ぼす時効生成物の影響2020

    • Author(s)
      池田賢一
    • Organizer
      日本金属学会2020年秋期(第167回)講演大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Al-Mg-Si系合金の粒界近傍における時効析出挙動に及ぼす粒界性格の影響2020

    • Author(s)
      橋本拓也, 池田賢一, 三浦誠司
    • Organizer
      日本金属学会2020年秋期(第167回)講演大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 粒界近傍の組織と粒界性格が局所力学挙動に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      橋本拓也, 池田賢一, 三浦誠司
    • Organizer
      日本金属学会 微小領域の力学特性評価とマルチスケールモデリング研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Relationship between mechanical properties and age-hardening behavior around grain boundaries of Al-Mg-Si alloy2020

    • Author(s)
      Takuya Hashimoto, Ken-ichi Ikeda, Seiji Miura
    • Organizer
      The 17th International Conference on Aluminum Alloys (ICAA17)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Al-1%Mn合金熱間圧延材の焼きなまし中における緩慢再結晶挙動に及ぼす不純物量の影響2020

    • Author(s)
      山瀬和葉, 池田賢一, 三浦誠司
    • Organizer
      軽金属学会第139回秋期大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] アルミニウム合金の局所力学挙動と粒界性格2020

    • Author(s)
      橋本拓也, 池田賢一, 三浦誠司
    • Organizer
      軽金属学会第139回秋期大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Al-1%Mn合金熱間圧延材の焼きなまし中に起きる析出と再結晶の相互作用2020

    • Author(s)
      山瀬和葉, 池田賢一, 三浦誠司
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第63回シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] The effect of pre-strain and natural aging on age-hardening behavior in Al-Mg-Si alloy2020

    • Author(s)
      Tianhang Sun, Ken-ichi Ikeda, Seiji Miura
    • Organizer
      令和元年度日本金属学会・日本鉄鋼協会両支部合同冬季講演大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] The effect of pre-strain on age-hardening behavior in natural aged Al-Mg-Si alloy2020

    • Author(s)
      Tianhang Sun, Ken-ichi Ikeda, Seiji Miura
    • Organizer
      日本金属学会2020年春期(第166回)講演大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

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