2017 Fiscal Year Annual Research Report
電気化学的ホモ組織と幾何学的ヘテロ組織を兼備える高耐食高強度マグネシウム合金設計
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17H03431
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
山崎 倫昭 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 准教授 (50343885)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
眞山 剛 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40333629)
井上 晋一 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 特任助教 (30792585)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マグネシウム合金 / 長周期積層構造 / ヘテロ組織 / 腐食防食 / 応力腐食割れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長周期積層（LPSO）構造相が強化相として働くため高い強度を示すものの、そのLPSO相と母相との大きな電位差により腐食しやすいMg/LPSO二相合金展伸材に対して、耐食性を高める電気化学的均質性と、強度と延性という相反する特性を同時発現させる幾何学的不均質性を同時に付与する合金設計手法を確立することで高耐食高強度Mg/LPSO二相合金の開発を目指す。具体的には、「Mg/LPSO二相合金における構成相間電位差制御手法の確立」と「電気化学的均質性を考慮した塑性加工技術の開発」を行い、これら技術を融合することで電気化学的ホモ組織と幾何学的ヘテロ組織を両立する合金成分・プロセス設計手法を確立する。2017年度および2018年度繰越分の研究実績としては、Mg-Zn-Gd系合金にAlを添加した際の、SKPFM表面電位に関する情報と腐食挙動に関する基礎的知見を得た。第四元素として添加するAlの役割がMg-Zn-Y系とMg-Zn-Gd系では異なり，前者では皮膜形成に寄与し，後者ではLPSO相の電位低下に寄与することが明らかになりつつある。また、Mg/LPSO二相Mg-Zn-Y合金押出材を作製しその耐食性と耐応力腐食割れ性の評価を行い、異方性が腐食挙動に及ぼす影響を調査し，押出方向垂直面が押出方向平行面よりも耐食性が優れていることを明らかにするとともに、LPSO相のおよびα-Mg相加工粒の繊維状集合組織が応力腐食割れの進展抑制に大きく寄与していることが明らかになりつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2017年度に、ヘテロ組織制御をするためにMg合金に400℃での圧縮変形を与える治具を導入する必要性が出てきたが、2018年度に予算を繰り越すことで高温圧縮治具の設計および作製が無事行うことができ、2018年度においてヘテロ組織を制御したMg/LPSO二相Mg-Zn-Y合金展伸材の作製およびその合金の腐食挙動および耐応力腐食割れ性の評価を実施するに至った。その他、幾何学的・電気化学的ヘテロ組織を有するMg合金の腐食挙動に関する基礎的知見が系統的に取得されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
合金成分設計においては合金内部組織の相構成成分とその相構造が電気化学的均質性に与える影響の調査を行う。プロセス設計においては幾何学的因子が電気化学的均質性に与える影響の調査を行う。
(1)相構成成分と相構造が電気化学的均質性に与える影響の調査：Mg-Zn-RE合金中に形成されるLPSO相を構成する元素種とその濃度を変えた際の表面電位の変化を調査する。
(2)表面電位と腐食挙動の相関関係の調査：多結晶における幾何学的不均質性が腐食挙動に及ぼす影響を調査するための基礎研究として、結晶面方位と表面電位の関係を純Mg金属を用いて調査する。
3) Mg/LPSO二相合金展伸材試作とその静的耐食性と耐SCC性評価：高強度を示すMg97Zn1Y2合金および耐食性を高めたMg97-xZn1Y2Alx合金の押出材を試作し、その静的な腐食特性を調査するとともに耐SCC性の評価を行い、SCC挙動に及ぼす金属組織因子の抽出を行う。
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