強ひずみ加工法による超微細粒組織の形成メカニズムと安定性

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650693
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 堀田 善治 九州大学, 工学研究科, 助教授 (20173643)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大石 敬一郎 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70294890)
• Keywords: 強ひずみ加工法 / 結晶粒微細化 / アルミニウム合金 / マグネシウム合金 / 降伏強度 / 延性改善 / ECAP法 / 再結晶

Research Abstract

強ひずみ加工法による結晶粒微細化のメカニズムを調べるとともに、微細粒組織の熱的安定性や力学特性を調べた。得られた結果を以下に要約する。
1.準静水圧下の拘束条件で強ひずみを課すことが可能なECAP法と呼ばれる方法で加工中の試料の温度上昇をいろいろなAl合金で検出した。この温度上昇は加工に要する付加荷重と比例関係にあった
2.純Al,Al-3%Mg,Al-3%Mg-0.2%ScのECAP加工を100℃,200℃,300℃の3種類の温度で行った。純AlやAl-3%Mgでは200℃以上になると傾角の小さい副結晶粒組織となった。一方、Al-3s%Mg-0.2%Scでは300oCの高温でも微細な結晶粒組織が得られた。高温ECAP加工では、微細粒組織の静的焼鈍の場合と同様に熱的に安定な析出粒子の存在が重要であることが知られた。
3.サイズの異なる試料(φ6mm〜40mm)を準備してECAPした結果、微細粒組織の形成に試料サイズの影響はないことがわかった。このことからECAP加工の大型化が可能であることが示された。
4.Mg系合金のECAPは200oC以上の高温度で可能となった。ただし、加工中に動的な再結晶が生じて結晶粒径は30μmを超えた。ECAP加工することにより降伏強度とともに伸びの改善がはかられた。

Research Products

• [Publications] M.Nemoto: "Microstructural evolution for superplasticity using equal-channel angular pressing"Materials Science Forum. 304-3066. 59-66 (1999)
• [Publications] Z.Horita: "Superplasticity of ultrafine-grained aluminum alloys processed by equal-channel angular pressing"Materials Science Forum. 304-306. 91-96 (1999)
• [Publications] M.Furukawa: "Optimization of microstructure for superplasticity using equal-channel angular pressing"Materials Science Forum. 304-306. 97-102 (1999)
• [Publications] H.Hasegawa: "Thermal stability of ultra fine-grained aluminum in the presence of Mg and Zr additions"Mater. Sci. Eng.. A265. 188-196 (1998)
• [Publications] P.B.Berbon: "An evaluation of super plasticity in aluminum alloys processed by equal-channel angular pressing"Mater. Trans. JIM. 40. 772-778 (1999)
• [Publications] Z.Horita: "Equal-channel angular pressing for improving the strength and ductility of metallic materials"Proc. 8th Int. Conf. on the Mechanical Behavior of Materials (ICM8). 737-742 (1999)
• [Publications] P.B.Berbon: "Influence of pressing speed on microstructural development in equal-channel angular pressing"Metall. Mater. Trans. A. 30A. 1989-1997 (1999)
• [Publications] Z.Horita: "Equal-channel angular pressing for grain refinement of metallic materials"The 4th Int. Conf. on Recrystallization and Related Phenomena (ReX '99). 301-308 (1999)
• [Publications] S.D.Terhune: "The evolution of microstructure and grain boundary character during ECA pressing of pure Aluminum"The 4th Int. Conf. on Recrystallization and Related Phenomena (ReX '99). 515-522 (1999)
• [Publications] M.Furukawa: "The relation between microstructural stability and superplasticity in Al alloys processed by ECAP"Proc. Int. Sym. on Light Metals. 583-592 (1999)
• [Publications] M.Murayama: "Microstructural evolution in an Al-1,7 at % Cu alloy deformed by equal-channel angular pressing"Mater. Trans. JIM. 40. 938-941 (1999)
• [Publications] S.Lee: "Developing superplastic properties in an Al alloy through severe plastic deformation"Mater. Sci. Eng.. A272. 63-72 (1999)
• [Publications] S.Komura: "Influence of Stacking Fault Energy on Microstructural Development in Equal-channel Angular Pressing"J. Mater Res.. 14. 4044-4050 (1999)
• [Publications] D.Yamaguchi: "Significance of adiabatic heating in equal-channel angular pressing"Scripta Mater.. 41. 791-796 (1999)
• [Publications] K.Oh-ishi: "Fabrication and thermal stability of a nanocrystalline Vi-Al-Ca alloys : Comparison with pure Cu and Ni"J. Mater Res.. 14. 4200-4207 (1999)