超微細結晶化による高強度・高靭性・高環境強度アルミニウム合金の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650762
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 大崎 修平 山口大学, 工学部, 教授 (00035049)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上西 研 山口大学, 工学部, 助教授 (50177581)
• Keywords: アルミニウム合金 / 応力腐食割れ / 微細結晶粒 / 粒界 / き裂先端塑性域 / 水素脆化 / 負荷モード / 析出

Research Abstract

前年度までに、7000系合金厚肉プレート材に関して、SCCに及ぼす結晶粒組織と負荷モードの影響を調べた結果、本合金の粒界SCC過程は水素ぜい化HEが支配し、それはき裂先端塑性域の形成、転位による水素の粒内輪送、粒界での水素トラップ、高静水圧応力場への高速粒界拡散、の素過程から成ると考えられ、したがって結晶粒のサイズと粒界の配向がSCCの支配要因であると理解された。そこで、結晶粒径を14(微細)、35(中間)および110μm(粗大)の3段階に変化させた7475-T6合金シート材(それぞれ、A、B、C材と表記する)についてSCC試験を行い、平滑試験片および予き裂試験片におけるSCC応答を調べた。その結果、(1)A、BおよびCの機械的特性として、引張強度、破壊靭性値はほぼ同等であった。(2)平滑試験片のSCC破断寿命は材料A<B<Cの順に長時間となった。(3)予き裂試験片においても、SCCの発生時間および破断時間は材料A<B<Cの順に長時間となった。また、SCCの下限界しきい応力拡大係数K_<ISCC>もA<B<Cの順に高くなった。(4)弾塑性有限要素法によるき裂先端の応力場解析を行い、塑性域サイズおよび静水圧応力分布を明らかにした。(5)SCCき裂の発生は1結晶粒サイズを特性距離とする粒界水素ぜい化割れであることが明らかになった。(6)以上のことは、強度・靭性・耐SCC性の組合せを最適化するための結晶粒組織制御指針を与え、調質条件と併せて合金開発を図る必要性を明示した。

Research Products

• [Publications] Shuhei OSAKI: "Effect of Zinc Addition on Static-and Dynamic-SCC Properties of Al-Li-Cu 2090 Alloy"JSME Int.Jour.Ser,A. 42・2. 288-293 (1999)
• [Publications] 大崎修平: "7475アルミニウム合金のSCC特性に及ぼす結晶粒サイズの影響"軽金属学会第96回春季大会講演概要. 215-216 (1999)
• [Publications] 大崎修平: "7050系合金のT6およびRRA処理材のSCC特性"軽金属学会第96回春季大会講演概要. 217-218 (1999)
• [Publications] Shuhei OSAKI: "Effects of Loading Mode and Specimen Orientation on SCC Behavior of High-Strength Wrought Al-Zn-Mg-Cu System Alloy"Proc.Of Int.Conf.ATEM' 99. 2. 749-754 (1999)
• [Publications] 大崎修平: "Al-Li系合金の破面形態の観察と破壊靭性値の評価"軽金属学会第97回秋季大会講演概要. 77-78 (1999)
• [Publications] 大崎修平: "7475アルミニウム合金の応力腐食割れ特性と結晶粒径の関係"日本機械学会中四国支部第38期総会講演会論文集. 005-1. 31-32 (2000)