2014 Fiscal Year Annual Research Report
難燃性マグネシウム合金と亜鉛めっき鋼板の摩擦攪拌点接合における界面制御と最適化
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23560865
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| Research Institution | Okinawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
津村 卓也 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (00283812)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 母材添加元素 / 三元共晶融解 / 金属間化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
輸送機器の軽量化部材として注目されている難燃性マグネシウム（Mg）合金と，自動車用鋼板SPCC，およびめっき皮膜作成法が異なる溶融亜鉛めっき鋼SGCC(GI)，合金化溶融亜鉛めっき鋼板SGCC(GA)，電気亜鉛めっきSECCとの摩擦攪拌点接合（FSSW）を行った．
接合試験時の固定治具形状を，接合ツール直下部分で圧力が抜けにくく治具側への抜熱がしにくい形状へと変更し，以前と同等な重ね継手が得られる接合条件の下で，引張せん断試験用，十字引張試験用，断面組織観察用の接合継手を作成した。また引張せん断強度および十字引張強度の評価を行い，強度試験後の鋼板側破面観察により接合部破断面の組織観察を行うとともに，得られた接合部断面のSEM観察および接合界面のTEM観察を行い接合部の形成組織調査を行なった．
昨年度と同一接合条件で十字引張強度を測定した結果，難燃性Mg合金とSPCCとの組合せ以外で高い強度値を示す継手が得られる場合があること，破断は昨年度の引張せん断試験片の場合と同様に進展すること，接合界面近傍でアルミニウム(Al)-Mg-亜鉛(Zn)の三元共晶と，Alと鉄(Fe)の金属間化合物が存在することなどが確認された。
これらから，Mg合金と亜鉛めっき鋼板のFSSWでは，FSSWによる入熱でMgとMg母材の合金元素であるAlおよびZnが三元共晶融解を起こし，FSSWの圧力と塑性流動で亜鉛めっき層が接合界面外へ排出され，鋼板の新生面でMg母材の合金元素であるAlとFeの化合物が生成することで接合継手が得られる事，接合ツールおよび固定治具の形状により接合強度が改善する可能性が示唆されるなどの結果が得られた。
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