2022 Fiscal Year Annual Research Report
摩擦攪拌接合中の再結晶制御による微細組織形成手法の確立
| Project/Area Number |
20K05168
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Materials Science |
|---|
Principal Investigator |
柳楽 知也 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (00379124)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 摩擦攪拌接合 / 動的再結晶 / 積層欠陥エネルギー / 溶接技術 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、超強加工プロセスの一種である摩擦攪拌接合中の微細組織形成に影響を及ぼす支配因子を正確に特定するために、高温での加工中に相変態が起こらず、不純物などの合金元素の影響を受けない単純な面心立方格子(fcc)型の純金属を対象としている。これまで得られた知見を実際の接合技術へと応用するためには、モデル材料だけでなく、実際の実用合金においても適用できるかどうか検証する必要がある。そこで最終年度では、強度-延性バランスに優れており、次世代の構造材料の一つとして期待されている高Mn鋼(Fe-Mn-Si合金)を対象として、摩擦攪拌接合中の微細組織形成機構を調査した。ツールに材料が流入する付近において、結晶粒の微細化が行った。これは、転位密度差を駆動力とする粒界バルジングと高転位密度領域からの直接的な核生成による不連続動的再結晶に起因することが分かった。この再結晶挙動は、積層欠陥エネルギーが同程度の黄銅やAgと類似しており、多元系の実用合金においてもこれまで得られた知見に基づいて再結晶挙動を議論できることが分かった。
全期間において、積層欠陥エネルギーが大きいAlと中から小程度のCu、Cu-30Zn、Ag、高Mn鋼を対象にFSW中の組織形成について系統的に調査を行った。従来は、融点に対する接合温度の比で組織形成が議論されてきた。再結晶温度に対する接合温度の比を考えると、その比が1.6以上の場合、焼鈍双晶支配の組織形成、1.4から1.6の間の場合、焼鈍双晶と不連続動的再結晶が混在した組織形成、1.4以下の場合、不連続動的再結晶支配の組織形成となることが分かり、組織形成を統一的に整理できることを明らかにした。
|
Research Products
(2 results)
