2015 Fiscal Year Research-status Report
転位・双晶ハイブリッド型制振効果による広周波数域対応α+β二相Mg合金の創製
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15K14151
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
安藤 大輔 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50615820)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マグネシウム / スカンジウム / 双晶 / 制振材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はこれまでに独自で開発したBCC単相を有するMg-Sc合金を圧延したところ、応力誘起変態によりマルテンサイト的な双晶が形成されることを偶然に見いだした。この合金は時効熱処理によって極微細なBCC/HCP二相組織となり超高硬度化する。このBCC/HCP二相合金において、もしHCP相で転位型、BCC相で双晶型の制振特性が得られれば、各々の長所を活かしたハイブリッド型の制振効果となり、軽量で高強度な高性能制振合金が創製出来る可能性があると考え、研究を行っている。
制振・防振金属材料は振動エネルギーを金属組織中で内部摩擦により熱として発散することで振動・騒音を大きく減らす機能を持っている。その内部摩擦機構は、大きく分けて転位型、双晶型がある。転位型はすべり転位と不純物原子の相互作用、双晶型は熱弾性マルテンサイトの双晶境界、又は母相とマルテンサイト相との境界の移動に伴うエネルギー損失により振動を抑えている。HCP構造のMgは転位型であり、制振材料の中で最も高い減衰能を有するものの強度に劣っている。一方、Ni-Tiなどマルテンサイト変態する合金は双晶型で比較的良い減衰能と高強度を併せ持っているが、加工性に乏しく、高密度で重いという欠点がある。
本合金は密度が2g/cm3程度であり、従来報告されている双晶型制振合金の1/3～1/4と超軽量であり、もしこのBCC/HCP二相合金中において、HCP相内でMg特有の転位型、BCC相内で相変態による双晶型の制振効果を得られれば、ダブルの制振効果となり、超軽量で高強度な制振合金を得られる可能性があると考えた。
本研究ではMg-Sc系合金を用いてこれまでに報告された例のない転位・双晶ハイブリッド型制振合金の高制振特性化、ならびに高強度化の材料学的指針を確立し、かつてない超軽量・高性能制振Mg合金を創製することを目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高周波溶解炉を用いて三元系合金の作製を行っているが、溶解が予想以上に困難であり、計画していた種類の合金が作製出来ていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
マグネシウムとスカンジウムの融点の差が大きく、さらにはマグネシウムの沸点の方がスカンジウムの融点よりも低いために溶解が困難である。高周波溶解炉を用いて、時間をかけて試料を作製しているが、計画していた種類の試料を作製出来ていない。今後はスカンジウムと添加元素で融点の低い母合金を作製することや、メカニカルアロイングなどの工夫をして試料作製をしていく予定である。
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