Simultaneous improvement of strength and stiffness by aging treatment of aluminum alloys

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15320
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology (2021); Yokohama National University (2019-2020)
• Principal Investigator: Iwaoka Hideaki 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 研究員 (90751496)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: アルミニウム / 硬さ / ヤング率 / 時効処理

Outline of Final Research Achievements

In this study, we applied the two-step aging treatment to Al-Li-Sc alloys to form fine precipitates with high volume fraction for simultaneous improvement in hardness and stiffness of the alloys. In first step, the Al3Sc precipitates were formed by aging treatment at 623 K. In second step, the Al3Li precipitates were formed surrounding the Al3Sc precipitates by aging treatment at 423 K, and these precipitates having core/shell structure improved hardness and Young’s modulus of the alloys simultaneously.

Free Research Field

金属組織学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Al合金の時効処理による硬さの変化については多くの知見があり、工業的にも積極的に利用されている一方、ヤング率の変化についてはこれまで十分に調査されてきたとは言い難い。本研究では、Al合金のヤング率のLi固溶による増加とAl3Li形成による増加をそれぞれ評価することで、Al3Li形成によるヤング率向上への寄与が比較的大きいことを示した。今後、より効果的な析出条件を明らかにすることで高強度かつ高剛性を持つAl合金を設計できると考えられる。