2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24360297
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Toyota Central R&D Lab., Inc. |
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Principal Investigator |
倉本 繁 株式会社豊田中央研究所, 材料プロセス研究部・軽金属材料プロセス研究室, 主任研究員 (10292773)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 金属材料 / アルミニウム合金 / 理想強度 / 冷間加工 / ナノクラスタ |
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| Research Abstract |
ステンレス鋼やアルミニウム合金の結晶構造である、面心立方(fcc)構造を有する金属材料の理想強度までの高強度化に必要な因子を基礎的に探索することを目的として、Al-Zn-Mg系合金を用いた検討を実施した。本系については、転位運動を著しく高強度レベルまで抑制するナノクラスタが冷間加工中に生成することが報告されているが、今年度はまず、この高強度化に及ぼす添加元素や製造プロセスの影響を調査した。Zn,Mg,Cu,Cr,Feの添加量を変化させたAl-Zn-Mg系合金および本系を基本組成とする市販7075合金を試料として用い、溶体化処理後、High Pressure Torsion(HPT)加工により、0～200程度の広い範囲の相当歪が導入されるような塑性変形を与えた。これらの試料を用い、引張試験、硬さ試験による機械的特性評価、電子顕微鏡観察等による組織解析を実施するとともに、一部の試料に関しては3次元アトムプローブ解析も実施した。Zn,Mg,CuはHPT加工による強度上昇にいずれも有効であり、これと対応して結晶粒内にこれらの元素を含むナノクラスタが非常に高密度に分布していた。機械的特性には、HPT加工前の結晶組織や、加工前の室温保持時間も影響を及ぼすことが示唆された。また、HPT加工中に割れが生じて低延性となる事例も多く見られたが、CrおよびFeを含む合金は比較的優れた強度特性のバランスを示し、例えばAl-10%Zn-2%Mg-2%Cu-0.25%Cr-1Fe合金は、HPT加工後に920MPaの引張強さと、5.5%の伸びを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定では、Al系およびMn系の2種類の合金系を対象として検討を行う予定であったが、より実用化の可能性が高いAl系合金の検討において、著しく高強度化する条件が明確になったことから、計画を一部修正してAl系合金に研究リソースを集中した。強化機構を確認するための組織観察にも着手しており、来年度のより詳細なメカニズム検討を行う準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
高強度化に寄与するナノクラスタの解析を予定通り実施する。具体的には、アトムプローブ解析や小角散乱解析を行うが、双方とも研究代表者の所属機関では実施不可能なため、外部委託等により進める予定である。
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