拘束強せん断変形法による結晶粒の超微細化機構の解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09228222
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 根本 實 九州大学, 工学部, 教授 (90005265)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大石 敬一郎 九州大学, 工学部, 助手 (70294890) ; 堀田 善治 九州大学, 工学部, 助教授 (20173643)
• Keywords: 超塑性 / ECAP / ECAE / 微細粒 / TEM / Al合金 / 高速超塑性 / 再結晶

Research Abstract

拘束条件下で材料に強ひずみを加えるECAP(Equal Channel Angular Pressing)法によれば材料の大きさは加工の前後で変わらず,酸化などの汚染もなく,孔のないバルク状態の超微細結晶粒材料が得られる.プロセスはきわめて単純で,適用できる材料に原理的に制約がなく,従来の材料特性を飛躍的に向上できる可能性がある.繰り返しプレス中材料の挿入方向の仕方によりいろいろなせん断変形を合成することができる.まず,このせん断変形をモデル実験により明らかにし,塑性変形組織を設計できることを示した.つぎに,いろいろなrouteでプレスした純Alについて歪の各段階での組織を光学顕微鏡および電子顕微鏡で解析した結果,モデル実験とよい一致が得られ,同時に結晶粒の微細化は動的再結晶により起こること,せん断方向の組み合わせにより結晶粒界における傾角変化の速さが異なり,結晶粒の微細化には繰り返しせん断を三次元的に組み合わせることが最も有効であることが明らかとなった.この結果を基に,超塑性特性発現のための基本条件,すなわち,微細粒,固溶強化,組織の熱的安定性を考慮してAl-Mg-Sc合金をECAP処理した結果,きわめて優れた超塑性特性が発現し,ECAP法が超塑性材料の組織設計にきわめて有効であることが明らかとなった.

Research Products

• [Publications] Furukawa,M.: "Structural Evolution and the Hall-Petch Relationship in an Al-Mg-Li-Zr Alloy with Ultra-Fine Grain Size" Acta Materialia. 45・11. 4751-4757 (1997)
• [Publications] Y.Iwahashi: "An Investigation of Microstructural Evolution during Equal-Channel Angular Pressing" Acta Materialia. 45・11. 4733-4741 (1997)
• [Publications] M.Furukawa: "Production of Ultrafine-Grained Metallic Materials Using an Intense Plastic Straining Technique" Materials Science Forum. 233-234. 177-184 (1997)
• [Publications] M.Furukawa: "Microstructural Characteristics of an Ultrofine Grain Metal Processed with Equal-Channel Angular Pressing" Materials Characterization. 37-2. 277-283 (1997)
• [Publications] M.Furukawa: "Microstructural Characteristics and Superplastic Ductility in a Zn-2290Al Alloys with Submicrometer Grain size" Mater.Sci.and Eng.A241. 122-128 (1997)
• [Publications] Z.Horita: "Processing of an Al-Mg-Li-Zr Alloy with Ultra-Fine Grain size" Materials Science Forum. 243-245. 239-244 (1997)