2019 Fiscal Year Annual Research Report
摩擦プロセスと熱処理を併用した高強度異材接合とその強度発現機構の解明
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19H02443
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小椋 智 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90505984)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
才田 一幸 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30178470)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 異材接合 / アルミニウム合金 / 組織制御 / 摩擦プロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は超高強度アルミニウム合金の同材異材摩擦圧接を行い，高強度母材の接合性について検討した．継手に対しマイクロスコープによる接合界面の外観観察を行った結果，接合まま材の攪拌部に黒色を呈する層が認められ，T6処理によってその領域が白色を呈していることがわかった．それらの領域にてEBSDによる結晶粒観察を行った結果，黒色の層は攪拌により形成された微細化した結晶粒の層，白色の層は微細化された粒が熱処理により粗大に粒成長をしたものであることがわかった．TEMによる析出物の観察および元素分析を行った結果，母材，接合まま材，T6処理材の全てにおいてAl-Mn-Cu系の棒状化合物が認められた．T6処理材には微細な析出物η’が認められた．このことから，圧接継手においても接合後T6処理を施すことで，母材同様に微細な再析出が起きることがわかった．継手強度試験を行った結果，継手効率が接合まま材では72 %であり，熱処理を併用することで89 %に改善することがわかった．また溶体化処理なしの時効材でも強度は増加したが，T6材の方が回復することがわかった．破断縦断面の観察をした結果，破断は熱処理の有無に関わらず接合界面層の近傍で発生していた．破断箇所では，結晶粒の長軸方向が引張方向に対して垂直であることがわかった．微小引張試験の結果，引張方向に対して結晶粒が垂直方向に結晶粒が伸びていると強度が低下することがわかった．このことから，継手の破断要因は界面近傍の垂直方向に伸びる結晶粒であると考えられた．
また，異材摩擦圧接の接合性に及ぼす接合パラメータの影響を評価し，摩擦プロセスの最適化を図った
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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
高強度母材の同材における高強度接合プロセスはある程度確立できたため，おおむね順調に進展していると判断できる.
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は異材圧接の接合性評価および接合後の熱処理による母材および界面構造変化の観察する．摩擦プロセスおよび時効熱処理による溶質原子の拡散挙動，界面反応層の形成・成長挙動を明確化し，その界面形成機構解明を検討する．また熱伝導解析による摩擦プロセスの入熱量と分布評価を図る．
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