強加工法による超微結晶Al-Mg合金のSc添加による組織安定化と疲労特性の評価

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650695
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 北川 和夫 金沢大学, 工学部, 教授 (30019757)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): VINOGRADOV A. 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (10283102)
• Keywords: 微結晶 / Torsion Straining法 / Al-Mg-Sc合金 / 硬さ特性 / 集合組織

Research Abstract

結晶粒を微細化することによって、高強度の材料が得られることや超塑性が期待できることから、超微結晶(UFG)材料への関心が高まっている。UFG材料の作製はECAE(Equal-Channel Angular Extrusion)法やTS(Torsion Straining)法など、材料に強加工を加えることで実現している。本研究では構造用材料として利用範囲の広いAl-Mg合金を基本として、結晶粒の成長抑制と微視的組織の安定化のためにScを少量添加したAl-Mg-Sc合金にTS加工を施した。TS法の加工条件を加工温度一定(20℃)でねじり回数を1、3、5、7、10と変化させた場合と、ねじり回数を一定(5回)とし、加工温度を20℃、200℃、400℃と変化させ、得られた試料について硬さ特性および組織の調査を行なった。得られた成果は以下の通りである。
1.室温でTS加工した場合、試料の中央部より外周部のHvの値は高かった。また加工前の平均微小硬さはHvで120程度であったが、室温で加工した場合、Hvは200以上になった。さらにねじり回数を増加させるとHvは増加した。
2.ねじり回数が一定の場合は、加工温度の上昇とともにHvは低下した。またこの場合は試料の外周部と中央部とでHvの差は無かった。
3.TS加工前の集合組織は典型的な圧延集合組織であったが、TS加工を施すことによって圧延集合組織は消滅し、新たに強い(111)+(200)集合組織を形成した。
4.20℃で加工した試料の平均結晶粒径は、約90nmと微細化し、結晶粒界は不鮮明であった。一方、加工温度を上昇させると結晶粒界が鮮明になり、加工温度400℃では明らかに結晶粒が粗大化していた。これは動的再結晶した後、粗大化したものと推察される。

Research Products

• [Publications] V.Patlan,K.I.Higashi,K.Kitagawa,A.Vinogradov: "Overview of Fatigue Properties of Fine Grain 5056 Al-Mg alloy Processed by Equal-Channel Angular Pressing"Materials Science & Engineering. A300. 171-182 (2001)