高密度の変形双晶を含むバルクナノメタルの変形挙動のひずみ速度・温度依存性

• Project Area: Bulk Nanostructured Metals -New Metallurgy of Novel Structural Materials
• Project/Area Number: 25102705
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 渡邊 千尋 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (60345600)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000); Fiscal Year 2014: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: Mg合金バルクナノメタル / 多軸鍛造加工 / 変形双晶 / 活性化体積 / 温度依存性 / 衝撃吸収能 / ひずみ速度依存性

Outline of Annual Research Achievements

冷間多軸鍛造加工（MDF）で作製したナノサイズの変形双晶を高密度に含むAZ80Mg合金の変形挙動と破壊様式のひずみ速度依存性と温度依存性の理解に向けて，以下の項目を実施した．i) 機械的特性のひずみ速度・温度依存性の調査，ii) 低温・短時間の焼鈍による機械的特性の変化，iii) 降温MDF材の結果との比較検討．
冷間MDF後の試料内部には高密度の変形双晶が形成されていた．MDFパス数の増加に伴い，双晶境界間隔λが減少した．平均双晶境界間隔は，5パス，10パス，20パス加工後の試料において，それぞれ，λ＝1.0，0.8，0.4 μmであった．これらの試料の引張試験の結果，双晶境界間隔の減少及び，ひずみ速度の増加に伴い，応力レベルは増加するが，破断伸びは減少した．引張試験より得られた0.2％耐力とひずみ速度の関係より，ひずみ速度感受性指数mを求めた．m値は，双晶境界間隔の減少に伴い，増加した．また，ひずみ速度急変試験から求めたm値を用いて，活性化体積V*を算出した．冷間MDF材のV*はいずれの粒径においても正の温度依存性を示した．一方，変形双晶を含まない降温MDF材のV*は，平均結晶粒径1μm以下で負の温度依存性を示した．このような，冷間MDF材と高温MDF材の変形挙動の温度依存性の相違は，結晶粒内の転位密度の違いに起因すると予想し，冷間MDF材に低温・短時間の焼鈍を施した．透過型電子顕微鏡観察，及びX線回折から，焼鈍後は転位密度が大幅に減少していることを確認した．焼鈍を施した試料では，活性化体積は温度に対して負の依存性を示した．
超微細粒材料における，活性化体積の逆温度依存性を説明するモデルとして，「粒界の局所せん断」によるとするモデルと，「転位源の結晶粒内から粒界への遷移」によるとするモデルが提唱されている．本研究の結果は，後者のモデルを強く支持する物となった．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Microstructure and aging behavior of Cu-Be alloy processed by high-pressure torsion (2014)
  • Author(s): C. Watanabe, R. Monzen, S. Ii and K. Tsuchiya
  • Journal Title: Materials Science Forum Volume: 783-786 Pages: 2707-2712
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.2707
  • NAID: 120005463337
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] HPT加工を施したCu-Be合金の時効挙動と組織 (2014)
  • Author(s): 大西朗嗣，渡邊千尋，門前亮一，井誠一郎，土谷浩一
  • Journal Title: 銅と銅合金 Volume: 53 Pages: 11-15
  • NAID: 40020182662
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Influence of Co on Strength and Microstructure of Cu-Ni-Co-Si Alloy (2014)
  • Author(s): 井澤幸太朗，小澤 敦，北 和久，渡邊千尋，門前亮一
  • Journal Title: Journal of the Society of Materials Science, Japan Volume: 63 Issue: 5 Pages: 401-408
  • DOI: 10.2472/jsms.63.401
  • NAID: 130004749897
  • ISSN: 0514-5163, 1880-7488
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Influence of Thermomechanical Treatment on Strength of a Cu-21 mass%Ni- 5.5 mass%Sn Alloy (2014)
  • Author(s): 小澤敦，渡邊千尋，門前亮一，村松尚国
  • Journal Title: Journal of the Japan Institute of Metals and Materials Volume: 78 Issue: 9 Pages: 344-349
  • DOI: 10.2320/jinstmet.J2014021
  • NAID: 130004685001
  • ISSN: 0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 冷間多軸鍛造加工を施したAZ80Mg合金の活性化体積の温度依存性 (2014)
  • Author(s): 吉田裕哉、乾憲太郎、渡邊千尋、門前亮一、三浦博己
  • Organizer: 平成26年度日本金属学会・日本鉄鋼協会 北陸信越支部 総合・連合講演会
  • Place of Presentation: 新潟工科大学
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] 巨大ひずみ加工を施したCP-Tiにおける変形挙動のひずみ速度・温度依存性 (2014)
  • Author(s): 佐藤克哉、渡邊千尋、門前亮一、三浦博己
  • Organizer: 平成26年度日本金属学会・日本鉄鋼協会 北陸信越支部 総合・連合講演会
  • Place of Presentation: 新潟工科大学
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] 冷間多軸鍛造加工を施したAZ80Mg合金の変形挙動のひずみ速度・温度依存性 (2014)
  • Author(s): 乾憲太郎、渡邊千尋、門前亮一、三浦博己
  • Organizer: 軽金属学会第127回秋期大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学 大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [Presentation] 析出硬化型Cu合金の強ひずみ加工後の析出挙動に及ぼす自然時効の影響 (2014)
  • Author(s): 日比野将和、渡邊千尋、門前亮一、井誠一郎、土谷浩一
  • Organizer: 日本銅学会第54回講演大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学 三沢キャンパス
  • Year and Date: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [Presentation] 冷間多軸鍛造加工を施したAZ80合金の変形挙動のひずみ速度依存性 (2014)
  • Author(s): 渡邊千尋、門前亮一、三浦博己
  • Organizer: 日本金属学会秋季講演大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 東山キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] 多軸鍛造加工を施したAZ80合金の変形挙動のひずみ速度依存性 (2014)
  • Author(s): 渡邊千尋，赤穂篤志，門前亮一，三浦博己
  • Organizer: 日本金属学会2014年春期講演大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
• [Presentation] 多軸鍛造加工で作製したAZ80Mg合金の変形挙動のひずみ速度・温度依存性 (2013)
  • Author(s): 赤穂篤志，渡邊千尋，門前亮一，三浦博己
  • Organizer: 軽金属学会第125回秋期大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
• [Presentation] HPT加工を施したCu-Be合金の時効挙動と組織 (2013)
  • Author(s): 大西朗嗣，渡邊千尋，門前亮一，井誠一郎，土谷浩一
  • Organizer: 日本銅学会第53回講演大会
  • Place of Presentation: 関西大学
• [Presentation] Microstructure and aging behavior of Cu-Be alloy processed by high-pressure torsion (2013)
  • Author(s): C. Watanabe, R. Monzen, S. Ii and K. Tsuchiya
  • Organizer: 8th International Conference of Processing & Manufacturing of Advanced Materials
  • Place of Presentation: Las Vegas, USA