2019 Fiscal Year Research-status Report
simultaneous control of shape and microstructure to achieve the high-value-added manufacturing of magnesium alloy products
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18K14025
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
小貫 祐介 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 産学官連携助教 (50746998)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | マグネシウム合金 / 集合組織 / 中性子回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
純マグネシウムが引張変形によって形成する転位組織は顕著な異方性を持つことを中性子ラインプロファイル解析によって明らかにし、書誌「X線分析の進歩」の記事として発表した。この実験では結晶子の形状を従来の球から回転楕円体とし、その大きさと軸比を最適化することによって妥当な転位密度評価ができることが示された。回転楕円体の長軸はいわゆる底面、(0001)と平行であり、これは最も活動しやすいすべり面でもある。すなわち転位境界は底面と平行に形成されやすい傾向を表している。このような転位境界は、非底面すべり系の活動に対しては林立転位として抵抗となるため、マグネシウムおよびその合金の早期破断の原因の一つである可能性がある。
比較的大きな伸びを示すAZ31合金の室温での塑性変形について、中性子回折を用いた集合組織の変形中その場観察によって、引張双晶と柱面すべりの役割について報告した。引張双晶は、底面すべりの活動による板面方向の圧縮ひずみを打ち消し、柱面すべり主体の粒との整合性を保つために、幅方向への圧縮ひずみと厚さ方向への引張ひずみを生じる。このような双晶の活動は、局所的な整合性をもたらすメカニズムとしては知られていたが、機械的応答の異なる結晶粒間の連続性の担保というマクロな視点からも必要なメカニズムであることを示すことが出来た。
当該年度後半からは当初の目的材料であるAZX612合金の実験を開始した。詳細な実験結果はここでは示すことが出来ないが、上述の研究結果と整合性を示しつつも特異な挙動も観察されており、早期の論文発表にむけて準備を進めている。
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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
当初の予定よりも基礎的な室温変形メカニズムの検討に時間を費やしてしまったが、それに見合うだけの成果は得られた。主たる研究対象である高温変形についても実験結果はおおむね出揃った。
高温変形の結果として付加価値が得られているかは今後の検討が必要であるが、少なくとも大変形を低コストで実現できる可能性を徐々に見出すことが出来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
変形挙動に及ぼすひずみ速度の影響についての調査が不十分であるので、これに取り組む必要がある。成形性に対する評価および成型後の性質評価を行うための環境整備が遅れているので、これについても早急に取り掛かる。
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| Causes of Carryover |
当該年度作製の予定であった成形性評価試験の治具作製を行わなかったことが残額発生の主要因である。当初の予定よりも基礎的なメカニズム研究においてよい成果が得られたため、応用、実用に関係する性能評価試験の実施は計画よりやや遅れ気味である。これらも2020年度に繰り越して行い、基礎から応用まで網羅した研究としての完結を目指す。
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