メカニカル・アロイング法によって作製したアルミニウム合金の高温強化機構

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460221
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 長谷川 正 東京農工大学, 工学部, 教授 (50005328)
• Keywords: メカニカル・アロイング / アルミニウム合金 / 粒子分散強化 / 高温強度 / クリ-プ強度 / 疲労強度 / 静的回復 / 動的回復

Research Abstract

メカニカル・アロイング(MA)法によって作製したAl合金の機械的性質と微視的組織との関連性を明かにするため、各種合金についてその応力ーひずみ挙動、クリ-プ挙動、疲労挙動および被削性について調べるとともに組織観察を行った。主な結果と結果と結論は以下のとおりである。
(1)最終的に押出されたMA合金は高密度の転位を含み、それらはMA中に形成された微細粒子にピン止めされた、安定な状態で存在する。
(2)MA合金の降伏強度は、転位の微細粒子からの離脱応力によって支配される。この強度は低温(〈〜423K)ではオロワン応力にほぼ等しく、高温域では温度上昇とともに低下する。
(3)MA合金のクリ-プ挙動は、クリ-プ応力が転位の微細粒子からの離脱応力に比べて高いか低いかによって決まる。高い場合には離脱後の転位の運動と消滅が変形を律速するのに対し、低い場合には変形は主として粒界すべりによって起こる。
(4)疲労破断強度は従来のI/Mアルミニウム合金と比べて遜色無い。疲労破壊の起点は試料表面近傍に存在する.添加したセラミック粒子の凝集部あるいはMAされずに残った純Al部であり、MA合金の製造過程には改良の余地が残されている。
(5)粒界すべりが起こる高温低速変形時の延性は極めて小さい(断面減少率RA=〜1%)。しかし、変形速度を10^1/s以上にするとRAは90%以上となり、MA合金が十分な塑性変形能を有することが判った。
(6)硬質セラミック粒子を添加したMA合金を超硬合金で切削した時の工具摩耗は極めて激しく、その機構は“機械的すり減り摩耗"である。しかし、工具材料として焼結ダイヤモンドまたはアルミナを用いれば、MAアルミニウム合金の切削は十分に可能である。

Research Products

• [Publications] 長谷川 正,南 康司,三浦 恒正: "Creep Behaviour of an AlーAl_2O_3 Particle Alloy Produced by a Mechanical Alloying Process." Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures (The Institute of Metals). 159-168 (1990)
• [Publications] 長谷川 正,三浦 恒正: "Origin of the Strength of Mechanically Alloyed Aluminum Alloys." Structural Applications of Mechanical Alloying.(ASM International). 213-219 (1990)
• [Publications] 長谷川 正,他: "Strengthening Mechanisms in AlーCeramic Particle Alloys Produced by a Mechanical Alloying Process." Materials Transactions,JIM(日本金属学会). (1991)
• [Publications] 長谷川 正,他: "Fracture Behaviour in Fatigue of Mechanically Alloyed Aluminium Alloys." Materials Transactions,JIM(日本金属学会). (1991)
• [Publications] 長谷川 正,他: "硬質セラミック粒子分散強化アルミニウム基複合材料の旋削時における切削抵抗と工具摩粍" 日本機械学会論文集(日本機械学会). (1991)