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希土類フリー高強度マグネシウム合金の再結晶メカニズムの解明と素材加工条件の最適化

Research Project

Project/Area Number 24760594
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Material processing/treatments
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

徐 世偉  長岡技術科学大学, 工学部, 研究支援者 (50582780)

Project Period (FY) 2012
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords希土類フリー / 高強度マグネシウム合金 / 再結晶挙動 / 規則GPゾーン / 双晶 / 加工条件 / 機械的性質 / 最適製造プロセス条件
Research Abstract

CO2削減に大きく貢献できる自動車用ボディパネル材、骨格構造体等の自動車部品の超軽量化用の希土類フリー高強度マグネシウム台金開発のために、本研究では豊富で安価なユビキタス元素のみから構成される規則GPゾーン形成型Mg-Al-Ca(Mn)およびMg-Zn-Ca(Mn)系合金の再結晶挙動に及ぼす晶出化台物および粒内に形成されるナノ析出物の影響を解明し、その結果を基礎として、高性能なマグネシウム台金の創製のための合金設計指針とその最適製造プロセス条件の提案を目指した。成果は以下のとおりである。(1)汎用元素のみを含有する
Mg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%)(Al/Ca質量比29/26)台金連続鋳造材を用いて押出し加工を行った。300-475℃という高温押出しにも関わらず、0.1mm/sという低速で押出すことにより、ナノスケールの板状および球状の準安定相の析出、微細分散した晶出化合物のピン止め効果による再結晶位微細化が発現し、その結果、300℃押出しまま材でも、引張強さ486MPa、引張耐力446AMPaと、既存の展伸用マグネシウム合金と比較しても非常に高い強度を示す。既存の耐熱型4032アルミニウム合金T6処理材に匹敵する高強度化が低コストで達成し、日本発の低コストで優れた耐熱展伸マグネシウム合金が実現すること明らかにした。(2)Mg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%)合金の鋳造まま材の高温押出しに伴うミクロ組織変化を、後方散乱電子回折法を用いて詳細に検討した。その結果、粒内ではまず(10-12)引張双晶が生じ、その双晶が成長し、強い底面集合組織を持っている未再結晶領域になる。さらに双晶が起きていない領域での柱面すべり変形と動的回復を伴った転位の再配列により形成される小傾角粒界が大傾角化し連続再結晶(CDRX)が生じる。その成果をもとに高性能化を目指した組織制御を提案し、新たな展開へ向けた研究へと進展させている。これらの成果は、今年度に第一著者として既に国際学術誌に3本掲載した。さらに、国際会議でも2回口頭発表を行い、「軽金属学会第122回春期大会」では優秀ポスター発表賞を受賞した。

Report

(1 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Extruded Mg-Zn-Ca-Mn alloys with low yield anisotropy2012

    • Author(s)
      S.W. Xu
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering A

      Volume: 558 Pages: 356-365

    • DOI

      10.1016/j.msea.2012.08.012

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The microstructural evolution and superplastic behavior at low temperatures of Mg-5.00Zn-0.92Y-0.16Zr(wt.%) alloys after hot extrusion and ECAP process2012

    • Author(s)
      S. W. Xu, M. Y. Zheng, S. Kamado, K. Wu
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering A

      Volume: 549 Pages: 60-68

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of different cooling rates during two casting processes on the microstructures and mechanical properties of extruded Mg-Al-Ca-Mn alloy2012

    • Author(s)
      S. W. Xu, K. Oh-ishi, S. Kamado, H. Takahashi, T. Homma
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering A

      Volume: 542 Pages: 71-78

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mg-Al-Ca-Mn均質化処理材の高温押出し2012

    • Author(s)
      徐世偉、高橋広樹、大石敬一郎、鎌土重晴、平渡末二、清水和紀, 花木悟
    • Organizer
      軽金属学会第123回秋期大会
    • Place of Presentation
      千葉工業大学津田沼キャンパス
    • Year and Date
      2012-11-10
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-Al-Ca-Mn希薄合金のミクロ組織および機械的性質に及ぼす圧延温度の影響2012

    • Author(s)
      徐世偉、上野顕路、大石敬一郎、鎌土重晴、本間智之
    • Organizer
      軽金属学会第122回春期大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス
    • Year and Date
      2012-05-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of deformation temperature on the microstructures and mechanical properties of high-strength extruded Mg-Al-Ca-Mn alloy2012

    • Author(s)
      S. W. Xu, K. Oh-ishi, H. Takahashi, T. Homma, S. Kamado
    • Organizer
      9th International Conference on Magnesium Alloys and their Applications
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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