2020 Fiscal Year Annual Research Report
粒界偏析元素による巨大ひずみ加工組織の熱的安定化機構の解明
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19K15309
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| Research Institution | Kisarazu National College of Technology |
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Principal Investigator |
青葉 知弥 木更津工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (50757143)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 巨大ひずみ加工 / 組織制御 / アルミニウム合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
巨大ひずみ加工による高密度の粒界生成により多くの金属で超高強度化が実現されたが、熱的には不安定であるという課題が残されている。熱的安定性を向上させるために、適切な溶質元素の添加と、それに伴う巨大ひずみ加工への影響を知り制御する必要がある。我々は、巨大ひずみ加工の一種である多軸鍛造法を用いてアルミニウム合金の高強度化と熱的安定性の調査を実施した。最終年度では、組成による加工条件と機械的性質の変化を見るため、前年度に実用合金をさらに追加して実験を行った。特に、加工熱処理条件を変化させた場合の、機械的性質について調査した。繰り返し加工の一工程毎の加工度と累積ひずみ量を制御して多軸鍛造を施したところ、加工度を増大するにつれ、引張強度は増大し、それに伴い伸びは減少した。今回の実験の範囲では溶質元素の添加の有無で、多軸鍛造による機械的性質の変化にほぼ影響はなかった。また、多軸鍛造後の熱的安定性の評価と時効硬化を目的とし、多軸鍛造材に対し時効温度を変化させた条件で熱処理を行い、ビッカース硬さの時間変化を測定した。時効温度を変化した場合、回復の進行速度に影響するため、軟化速度は変化するものの、いずれの条件においても多軸鍛造材のビッカース硬さより軟化した。溶質元素の添加により、熱処理による軟化は強く抑制された。また、Sc添加材では、正味の硬さは全ての条件で減少したが、特定の熱処理温度ではAl3Scの析出による硬化が硬さ-時間曲線に現れた。これらの知見は、今後の超微細粒組織化した高強度材料の開発において重要な知見となりうる。
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