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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Resolution of the influence for the insoluble impurity atoms on solute drag creep and hot ductility

Research Project

Project/Area Number 15K06494
Research InstitutionKagawa National College of Technology

Principal Investigator

伊藤 勉  香川高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (00409038)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 本間 智之  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50452082)
水口 隆  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (00462515)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords高温変形 / 熱間延性 / Al-Mg固溶体 / 溶質雰囲気引きずり運動 / 第2相粒子
Outline of Annual Research Achievements

本申請課題の目的は,非固溶性不純物原子が転位の溶質雰囲気引きずり運動と熱間延性に及ぼす影響について明らかにすることである.供試材として高温変形において溶質雰囲気引きずり運動が支配的となることが知られているAl-Mg固溶体を用いた.これに非固溶性の不純物元素であるSi,Fe,Mn,Crを微量添加したモデル合金を作製した.高温引張試験を温度範囲673ー723 K,初期ひずみ速度範囲0.001―0.1 (1/s)において実施した.高温変形機構を同定するため,変形の応力指数と変形の活性化エネルギーを算出した.その結果,いずれの合金も変形の応力指数は約3,変形の活性化エネルギーは約112 kJ/molとなった.この変形の活性化エネルギーはアルミニウム中のマグネシウム原子の相互拡散の活性化エネルギーの文献値122 kJ/molに最も近い.従って,変形の応力指数,および変形の活性化エネルギーからいずれの合金も主たる高温変形機構は,アルミニウム中のマグネシウムの相互拡散に律速された転位の溶質雰囲気引きずり運動によるものであることが分かった.また,熱間延性に関しては,合金によって一部の高温域でのミクロ組織が熱的に不安定であったため,ミクロ組織が熱的に安定であった673 Kの熱間延性で比較すると,いずれの不純物原子が添加されていないAl-Mg基本合金において約300%の熱間延性が得られたが,不純物を添加した合金の熱間延性は300%を下回るが,おおよそ200%を超える巨大伸びが得られることが分かった.この様に第2相粒子が存在し,転位の溶質雰囲気引きずり運動を妨害するようなミクロ組織であるにも関わらず200%を超える巨大伸びが得られたのは微量の不純物元素を添加したため,第2相粒子が熱間延性に強く影響するほどの面積率(体積率)ではなかったためと考えられる.

  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Effects of Second-phase Particle Size on High-temperature Ductility of Al-Mg Solid Solution Alloys Containing Small Amounts of Impurity Atoms2018

    • Author(s)
      Tsutomu Ito, Haruki Fujiwara, Kentaro Kawasaki, and Takashi Mizuguchi
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Aluminum Alloys (ICAA) 16

      Volume: 16 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Superplastic-Like Elongation by Transition of Deformation Mechanism from Grain Boundary Sliding to Solute Drag Creep in Fine-Grained Al-Mg Solid Solution Alloy2018

    • Author(s)
      Tsutomu Ito, and Takashi Mizuguchi
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 摩擦撹拌処理された5083アルミニウム合金の高温変形中のミクロ組織とその後の室温機械的特性2017

    • Author(s)
      水口隆,伊藤勉,木村耕太,栗坂登紀子,大藤弘明,木村正樹
    • Journal Title

      継金属

      Volume: 67 Pages: 361-366

    • DOI

      https://doi.org/10.2464/jilm.67.361

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 微細粒アルミニウム固溶体での高温変形中の粒界すべりと溶質雰囲気引きずり運動の共存2017

    • Author(s)
      伊藤勉,水口隆
    • Journal Title

      まてりあ

      Volume: 56 Pages: 346-353

    • DOI

      https://doi.org/10.2320/materia.56.346

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effects of Second-phase Particle Size on High-temperature Ductility of Al-Mg Solid Solution Alloys Containing Small Amounts of Impurity Atoms2018

    • Author(s)
      Tsutomu Ito, Haruki Fujiwara, Kentaro Kawasaki, and Takashi Mizuguchi
    • Organizer
      International Conference on Aluminum Alloys (ICAA) 16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Superplastic-Like Elongation by Transition of Deformation Mechanism from Grain Boundary Sliding to Solute Drag Creep in Fine-Grained Al-Mg Solid Solution Alloy2018

    • Author(s)
      Tsutomu Ito, and Takashi Mizuguchi
    • Organizer
      THERMEC'2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Grain Growth-Driven Superplastic Deformation of Fine-Grained 5083 Aluminum Alloys2018

    • Author(s)
      Tsutomu Ito, and Takashi Mizuguchi
    • Organizer
      13th International Conference on Superplasticity in Advanced Materials (ICSAM) 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 摩擦攪拌処理を施した5083アルミニウム合金における高温 変形中の変形機構変化2017

    • Author(s)
      八須悠介,水口隆,伊藤勉,栗坂登紀子,木村耕太,山本めぐみ
    • Organizer
      (公社)日本金属学会 2018年春期(第162回)講演大会
  • [Presentation] 非固溶性の不純物原子を含むAl-Mg固溶体合金の高温延性2017

    • Author(s)
      藤原開,川﨑健太郎,伊藤勉,水口隆
    • Organizer
      (一社)軽金属学会 第133回 秋期大会
  • [Presentation] Microstructure Evolution during High-temperature Tensile Testing of 5083 Aluminum Alloy2017

    • Author(s)
      Mizuguchi Takashi, Tsutomu Ito, Tokiko Kurisaka, and Hiroaki Ohfuji
    • Organizer
      Materials Science & Technology (MS&T) 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 微細結晶粒Al-Mg合金の高温における変形機構の遷移による超塑性的巨大伸び2017

    • Author(s)
      伊藤勉,水口隆
    • Organizer
      (一社)日本機械学会 2017年度年次大会
  • [Presentation] 非固溶性の不純物原子を含むAl-Mg固溶体合金の高温力学特性2017

    • Author(s)
      藤原開,川﨑健太郎,伊藤勉,水口隆
    • Organizer
      (一社)軽金属学会 第132回春期大会

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Published: 2018-12-17  

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