The role of slip and twinning in bending deformation of HCP metals
Project/Area Number |
22K04672
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 26010:Metallic material properties-related
|
Research Institution | Kumamoto University |
Principal Investigator |
安藤 新二 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 教授 (40222781)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北原 弘基 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 准教授 (50397650)
|
Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
|
Keywords | 曲げ降伏応力 / 曲げ延性 / 結晶方位依存性 / 底面すべり / 非底面すべり / 双晶変形 / 中立面の移動 / 単結晶 / マグネシウム / チタン / 曲げ変形 / すべり / 双晶 |
Outline of Research at the Start |
マグネシウム,チタンおよび亜鉛は,軽量材料あるいは生体用材料としての利用が注目されている.これらの材料を部品に加工する場合に,曲げ加工が必要であるが,その加工特性は十分ではない.これらは,結晶構造がHCP構造であるため,一般的な鉄やアルミニウムなどとは,変形挙動が大きく異なることが原因である.しかし,その挙動については未だ不明な点が多い.そこで,これらの材料の単結晶および多結晶材の曲げ試験を行い,その変形機構を解明することで,曲げ加工性の向上の指針を得ることを目的とする.
|
Outline of Annual Research Achievements |
本年度は,純マグネシウム多結晶を圧延し,熱処理により結晶粒径が20,50,100μmとなる板材を作製した.この圧延材から圧延方向に対し曲げの中立面の方向が異なる4種類の試験片を用いて3点曲げ試験を行い,結晶方位による異方性を調査した.いずれの粒径においても,圧延面が中立面と平行な試験片(TR)は,中立面と垂直な試験片(TN)より曲げ延性が高いことがわかった.また曲げ降伏応力は,ホールペッチ則に従い,粒径の-1/2乗に比例して高くなり,TR試験片の方がTN試験片より若干高い値を示した.延性が異なった理由として,TR試験片は曲げにより底面すべりと{10-12}双晶により変形するのに対し,TN試験片では,底面すべりがほとんど起こることができず,双晶のみで変形するということがわかった.また,多結晶材でも圧延集合組織を持つため,純マグネシウム単結晶の曲げ変形挙動と同様な異方性を示し,TR試験片は,Gull-arm状に変形することがわかった. マグネシウムの曲げ変形に対する合金元素の影響を調べるためにMg-7.5LiおよびMg-12Li多結晶圧延材を作製し,同様に曲げ試験を行なった.その結果,7.5Liの添加では純マグネシウムと大差ないが,12Liでは大きく曲げ延性が向上することがわかった.その理由として,12Li添加により錐面すべりが活動しやすくなったためであることがわかった.しかしながら,純マグネシウムとは異なり,TN試験片の延性はTR試験片より大きくなった.その理由として,中立面の移動量がTRのほうが大きくなり,より高い引張歪が必要となるため,曲げ延性が低下することがわかった. 単結晶における曲げ変形の結晶方位依存性を調査するため,Mg-0.6YおよびMg-0.8Y単結晶の曲げ試験を行なった.イットリウムを添加すると,{10-12}双晶が抑制されるため,0.8Yでは曲げ延性が低下することがわかった.
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度は,純マグネシウム圧延材およびMg-Li圧延材の研究を実施することができた. また,従来より濃度が高いMg-Y単結晶の曲げ試験を実施することができた.しかし,Mg-Li単結晶の作製が不十分であったため,単結晶の曲げ変形に対するLiの影響を調査を実施することができなかった.
|
Strategy for Future Research Activity |
2023年度は,曲げにおけるすべり系および双晶系の活動性を調査するために,Mg-Li合金,Mg-Y合金および亜鉛単結晶の作製を行い,それらの曲げ試験を実施する.マグネシウム単結晶の作製には時間がかかるが,電気炉を複数準備して作製回数を増やすことで対応することとする.
|
Report
(1 results)
Research Products
(3 results)