2022 Fiscal Year Annual Research Report
多様なMg系ミルフィーユ構造のキンク制御と材料創製
| Project Area | Materials science on mille-feullie structure -Developement of next-generation structural materials guided by a new strengthen principle- |
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| Project/Area Number |
18H05477
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
染川 英俊 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (50391222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸高 義一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50345956)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | キンク / マグネシウム / 材料プロセス / 強ひずみ加工 / 力学特性 / 微細組織 / ミルフィーユ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度報告書に明示した下記三件の課題について実施し、各々、以下の知見を取得した。
「希薄系合金への展開」：本研究課題では、議論、考察の点より、Mg-9Y-6Zn合金（LPSO相がほぼ100％）の評価に注力していたが、LPSO/Mg相の割合が異なる多様なMg-Y-Zn合金のキンク導入とキンク強化について調査した。展伸加工法に関係なく、LPSO相内にキンクを導入することが可能であり、キンク存在領域は他の領域よりも高い硬度を示すことを確認した。また、LPSO相が含有しない希薄系合金においても同様の結果を呈することを明確にした。
「他プロセスへの展開」：部材化/複雑形状化を念頭に、Mg-9Y-6Zn合金を対象として中空パイプ材創製に挑戦した。従来展伸材と同じく、LPSO相に形成したキンクは、強化因子として作用することを確認した。また、数値解析によって取得したせん断ひずみに対するキンク数密度および硬度特性の関係は、従来展伸材と類似することが分かった。
「加工温度の影響」：Mg合金に対する展伸加工温度の低温化は、結晶構造に反した挑戦的な課題である。他方、限られた塑性加工条件内ではあるが、LPSO/Mg二相化することで健全バルク化に成功した。これは、キンク形成にともない、破壊の起点となる変形双晶の形成が抑制されたためである。また、局所力学試験と微細組織観察の結果、母相/キンク界面に存在する残留ひずみは、キンク強化に加えて追加強化機構として働くことを究明した。
金属分野において「加工－組織－特性」の普遍化は永遠の課題とされている。本研究課題を通じて、各項を高次塑性加工因子、キンク形態・構造、キンク強化として捉えると、加工（せん断ひずみ）－組織（キンク密度）－特性（硬度）の関係を提示することが可能である。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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