2003 Fiscal Year Annual Research Report
金属多結晶材料における遺伝的局所組織情報の抽出と結晶粒組織転写技術の開発
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15656185
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
柴柳 敏哉 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (10187411)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 将克 大阪大学, 接合科学研究所, 助手 (00263327)
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| Keywords | 摩擦攪拌接合 / 7075Al合金 / 5083 / 6061合金異材接合 / EBSP / 集合組織 / 空間的方位分布 / 結晶粒微細化 / 異常粒成長 |
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| Research Abstract |
本年度は、組織転写用チャンバーの試作ならびにA1合金摩擦攪拌接合(FSW)組織の解析を行った。
チャンバーは真空環境下でレーザビームを導入して試料表面を局所的に加熱することができるようになっている。さらに、外部から電力を供給して試料全体を加熱できるようにも設計されている。レーザビームを照射して組織変化を制御する実験は次年度に予定している。
次に、7075Al合金同種材のFSW組織の解析を行った。この接合法により摩擦攪拌部の結晶粒サイズは5ミクロン以下に微細化されるが、硬さは最も低い値を示すことが明らかになり、その原因としては析出物の固溶が考えられた。Electron Back-Scattering Pattern(EBSP)法により結晶方位の空間的分布状態の詳細を調べ、本接合法で得られた組織の特徴としては板厚方向へ、すなわち接合ピンに平行な位置関係において(111)面が存在する確率が高いことを見出した。
5083と6061Al合金の異材FSW実験においては、摩擦攪拌部の外周部近傍ではMgが完全に固溶しておらず、オニオンリングの層状組織に対応するようにMgの濃度ゆらぎが観察された。上記同種材接合と同様に結晶粒サイズは10ミクロン程度まで微細化されていることが明らかになった。EBSP解析より、板面方位集合組織では接合ピンの両側で対象的な図形となることがわかった。これは方位形成過程においてピン周囲の塑性流動の対象性を示していると考えられた。空間的方位分布については、局所領域内で大きな方位変化を生ずるような結晶粒の配置となっており、複雑な組織形成過程が生じたことを示している。また、この接合体では高温熱処理により母材よりも早く粒成長が開始し、異常粒成長モードで組織が粗大化することを実験的に確認した。この異常粒成長現象の原因となる組織状態がFSW処理により材料内に書き込まれたことになる。
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[Publications] M.Maeda, R.Oomoto, T.Shibayanagi, M.Naka: "Solid-State Diffusion Bonding of Silicon Nitride Using Titanium Foils"Metallurgical and Materials Transactions A. 34A・8. 1647-1656 (2003)
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[Publications] M.Maeda, O.Igarashi, T.Shibayanagi, M.Naka: "Solid State Diffusion Bonding of Silicon Nitride using Vanadium Foils"Materials Transactions. 44・12. 2701-2710 (2003)
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[Publications] T.Shibayanagi, M.Maeda: "Characteristics of Microstructures In FSW Joints of 6061/5083 Dissimilar Al Alloys"Proceedings of DIS'03, July 14-16(2003), Vienna, Austria. (CD-ROM). (2003)
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[Publications] T.Shibayanagi, M.Maeda: "Local Microstructure Parameters in Polycrystalline Materials and Design of Interfacial Microstructure of Joints"Proceedings of 30th Anniversary International Symposium of Joining and Welding Research Institute, JOINING 03. 209-212 (2003)
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[Publications] T.Shibayanagi, M.Maeda: "Local Microstructure Parameters in Polycrystalline Materials and Design of Interfacial Microstructure of Joints"Transactions of JWRI. 32・1. 127-130 (2003)
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[Publications] 柴柳敏哉: "EBSP法による材料組織解析"高温学会誌. 29・4. 123-132 (2003)
