Development of novel Mg alloys with millefeuille structure

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Materials science on mille-feullie structure -Developement of next-generation structural materials guided by a new strengthen principle-
• Project/Area Number: 18H05476
• 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: Kumamoto University
• Principal Investigator: Yamasaki Michiaki 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 教授 (50343885)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河村 能人 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 教授 (30250814) ; 奥田 浩司 京都大学, 工学研究科, 教授 (50214060)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Keywords: マグネシウム合金 / 組織制御 / 塑性加工 / 長周期積層構造 / キンク変形

Outline of Final Research Achievements

(1) High-strength Mg alloys with deformation-kinks introduced in the mille-feuille structure region where cluster-arranged layers (CALs) are densely precipitated were developed by applying the slow-cooling-rate solidification and extrusion process. (2) The work-strengthening component, texture-strengthening component, and kink-strengthening component were separately evaluated in the rapidly solidified Mg-Zn-Y dilute alloys. (3) The mechanism of CAL formation/annihilation was elucidated by small-angle/high-angle/ultra-small-angle X-ray scattering measurements.

Free Research Field

金属工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ミルフィーユ構造を有し，キンク変形し，かつキンク強化する新規Mg合金の創製を行ったところ，Mg-Zn-Y系合金においてクラスター配列層（CAL）およびクラスター配列ナノプレート（CANaP）の形状および分散度を制御する技術を確立した．また，力学特性が発現するための条件（CAL分散度、CAL密度、CANaP分散度、CANaP厚さといった特性長）を明らかにした．これにより，キンク形成・強化する条件を定量的に示すことができ，他の層状構造物質におけるキンク帯形成による力学特性改善への指針を示すこととなった．