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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Developing a design principle of high strength/high ductility age-hardenable Aluminum alloys based hierarchical structure by controlling nano-scale structural components

Research Project

Project/Area Number 20H02479
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

松田 健二  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (00209553)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 布村 紀男  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (10372476)
西村 克彦  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (70218189)
村山 光宏  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (90354282)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsバルクナノメタル化 / アルミニウム合金 / 複層/階層化組織 / 軽量構造材料 / 電子顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

時効析出型アルミニウム合金に異相界面/粒界・構造欠陥を高密度に導入し組織を複相/階層化することで転位の運動を制御し、塑性変形機構を変化させ、高強度・高延性を実現する微細組織を目指して、研究計画に従い、研究を進めた。
初年度でのTiAl板とAl板材を用いて、ARB法による接合試験が頓挫してしまったことに端を発し、諸研究条件の見直しを実施した。従来の手法では、ARB加工としての最初の段階で、TiAl板とAl板材のスポット溶接による固定が困難であることが判明した。そこで、「① TiAl板材あるいは粒子とAlとの複合材料(TiAl/Al複合材料)を作製して、ARB用にスライスとして使用」。「②TiAl板材あるいは粒子を冷間圧延にてAl板材に包埋(TiAl/Al包埋材料)させてARB用の前試料を作製する」。の2パターンに絞り込んだ。
①初年度と2年度では主としてTiAl/Al複合材料の作製に重点を置き、TiAlとAl溶湯との反応を、Al-Si合金溶湯を用いることで、溶湯温度を低温化させることで、抑えこむことに成功した。(これについては学会発表を行った。)
しかし、TiAl/Al界面でのTiAl3の生成を完全になくすことはできなかった。
②TiAl/Al包埋材料については、母相は純アルミニウムに固定として、純アルミニウム板材に放電加工で3mm*3mm*0.5mmの正方形の溝を規則的に成型した後、TiAl粒子をその溝に充填して、さらにその上に純アルミニウム板材で覆った後に、冷間圧延を行ってクラッド化した。これをスタート材として、ARB加工を2回まで実施してTiAl粒子を完全に純アルミニウム板材中に分散させることに成功し、回数は2回ではあるが、積層化することができた。ARB加工は富山大ではできないため、どうしてもパラメーターを変化させての作製条件の最適化にはいたらなかった。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2023 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Int'l Joint Research] バージニア工科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      バージニア工科大学
  • [Int'l Joint Research] チェコ科学アカデミー科学機器研究所(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      チェコ科学アカデミー科学機器研究所
  • [Int'l Joint Research] ノルウェー科学技術大学(ノルウェー)

    • Country Name
      NORWAY
    • Counterpart Institution
      ノルウェー科学技術大学
  • [Journal Article] Existence of hexagonal tabular β-phase in Al-Mg-Si alloys containing noble metal elements2023

    • Author(s)
      Katsuhiko Nishimura, Norio Nunomura, Kazuyuki Shimizu, Kyosuke Hirayama, Hiroyuki Toda, Masatake Yamaguchi, Tomohito Tsuru, Junya Nakamura, Susumu Ikeno, Kenji Matsuda
    • Journal Title

      Materials Today Communications

      Volume: 35 Pages: 106198

    • DOI

      10.1016/j.mtcomm.2023.106198

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 3DPCによって作製したTiAl/Al基複合材料のTEM観察2023

    • Author(s)
      佃 遥希、土屋大樹・李 昇原、池野 進、松田健二
    • Organizer
      軽金属学会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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