2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of bake-hardenable wrought magnesium alloy with excellent room temperature formability
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21H01675
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
佐々木 泰祐 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究センター, グループリーダー (30615993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚田 祐貴 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00620733)
Bian Mingzhe 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (30848320)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マグネシウム合金 / べークハード性 / 析出強化 / 強度 / 成形性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、我々が世界に先駆けて開発したBH型マグネシウム合金におけるBH 性の発現に及ぼす添加元素種や添加量、強化メカニズムに関する詳細な検討を進め、Mg 合金におけるBH性の学理の解明に取り組むことを目的とする。
2023年度は、これまでの研究より得た知見をもとに、優れた強度と成形性を発現するBH型マグネシウム合金の開発に取り組み、マグネシウム合金板材の中でも最高クラスの室温成形性と強度の関係を有するBH型Mg-Zn-Ca-Al-Mn（ZXAM）合金板の開発に成功した。合金組成と熱間圧延プロセスを最適化したMg-2.39Zn-0.29Ca-0.22Al-0.41Mn (ZXAM2000)合金は、溶体化処理後、エリクセン値にして8.0mmの優れた室温成形性を示し、BH処理後、圧延方向と板幅方向の0.2%耐力はそれぞれ212MPa、178MPaで、耐力の平均値は200MPa、耐力比にして1.19である。この耐力の平均値と室温成形性のバランスはマグネシウム合金板材の中でも最高クラスの強度－成形性バランスで、耐力の平均値1.19はMg-Zn-Ca合金の中で最も低い。さらに、開発材は市販のMg-3Al-1Zn (AZ31)合金板と同等の耐食性を有する。
溶体化処理材の優れた室温成形性は、マグネシウム母相の底面の板厚方向の集積度の低下と、Ca濃度の最適化により延性を低下させる粗大な第二相粒子の体積率の低下に起因する。BH処理材の高い強度は、転位へのCaとZnの偏析による転位ピンニングと、Ca-Znクラスターによる析出硬化効果によるものである。また、圧延工程の最適化により、マグネシウム母相の底面が板厚方向から特定の方向に傾斜するのではなく、あらゆる方向に傾斜した組織が形成されたことが、耐力の異方性の低下につながった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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