メカニカルアロイングによるマグネシウム合金のエコマテリアルプロセスと環境強度特性

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560084
• Research Institution: Musashi Institute of Technology
• Principal Investigator: 湯浅 栄二 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (00061531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 明 武蔵工業大学, 工学部, 助教授 (70257103)
• Keywords: メカニカルアロイング / リサイクル / ナノ結晶 / 過飽和固溶合金 / 金属間化合物 / アモルファス合金 / 準結晶合金 / 軽量合金

Research Abstract

メカニカルアロイング(MA)法は過飽和固溶体合金,ナノ結晶合金,金属間化合物,非晶質合金等を,溶解することなく製造することができる.そこで,Mg合金(AZ31)切削チップの再利用を見据え,AZ31合金にはAlとZnが含有しているので,AZ31合金切削チップにAl粉末とZn粉末を加えてMAすることによるMg-Al系、Mg-Zn系合金の創製を試みた.今年度の研究では,Mg合金の切削チップに種々の量のAlおよびZn粉末を加えてMAすることにより,その合金化過程について調べた.
1)AZ31B合金切削チップに,種々の量の噴霧Al粉末を配合し,ミリングして得られた粉末の組織を調べた結果,12mol%Alでは,配合したAlがすべてMg中に固溶し,過飽和固溶体となる.30mol%Alを配合すると過飽和α-MgとMg_<17>Al_<12>の共晶組織となる.α-Mg相はいずれも数20〜30nmの超微細結晶となる.
2)AZ31B合金切削チップに,40mol%AlとなるようにAl粉末を配合した場合,MAによってMg_<17>Al_<12>の金属間化合物が、また、60〜61.5mol%AlではMg_2Al_3,MgAlの非平衡相が生成し,長時間のミリングでアモルファス相となる.
3)Mg-Al系のMA合金粉末の硬さは,生成相によって高くなり、出発粉末のAZ31B合金の2〜4倍に達する.
4)AZ31B合金切削チップに噴霧Zn粉末を種々の量を配合してミリングすると,Mg-Al系と同様に,過飽和固溶体,金属間化合物,アモルファス合金粉末が得られる。過飽和固溶体,金属間化合物の結晶は15〜20nmである.
5)Mg-Zn系のMA合金粉末の硬さは,出発粉末のAZ31B合金の2〜3倍に達する.
6)AZ31B合金切削チップに主要組成であるAlとZn粉末をモル比で4:3:3となるように配合してミリングすると,準結晶構造をもつMg_<32>(Al, Zn)_<49>相が生成する.

Research Products

• [Publications] Ayako OHGUCHI, Eiji YUASA, Katsuyoshi KONDOH: "Preparation of ultra fine-grained magnesium alloy by mechanical alloying of AZ31 chin-aluminum powder mixture."JSME International Journal. 46・3. 242-246 (2003)
• [Publications] 湯浅栄二, 結城務士, 大口綾子: "メカニカルアロイングによるAl-Ni系金属間化合物の創製とその高温成形特性"粉体および粉末冶金. 50・3. 198-204 (2003)
• [Publications] Ayako OHGUCHI, Hideki OGINUMA, Eiji YUASA: "Mechanical alloying of powder mixture of magnesium alloy chips and aluminum."Proceeding of International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials.. 575-580 (2003)
• [Publications] Hiroshi MURAMATSU, Katsuyoshi KONDOH, Eiji YUASA, Tatsuhiko AIZAWA: "Mechanical properties of Mg2Si/Mg composites via powder metallurgy process."JSME International Journal. 46・3. 247-250 (2003)
• [Publications] Wenbo DU, Katsuyoshi KONDOH, Eiji YUASA, Ritsuko TSUZUKI, Tatsuhiko AIZAWA: "In-situ solid-state synthesis of Mg_2Si/MgO/Mg composites."Materials Science Forum. 419・422. 783-788 (2003)
• [Publications] Hiroshi MURAMATSU, Katsuyoshi KONDOH, Tatsuhiko AIZAWA, Eiji YUASA: "Tribological property of Mg composites via powder metallurgy process."Materials Science Forum. 419・422. 801-804 (2003)
• [Publications] Katsuyoshi KONDOH, Eiji YUASA, Tatsuhiko AIZAWA: "Solid-state synthesis of Mg2Si intermetallic compound via powder metallurgy process."Materials Science Forum. 419・422. 745-750 (2003)