2012 Fiscal Year Research-status Report
六方晶マグネシウム基合金の低積層欠陥エネルギー化による高強度化とその学理
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24560856
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
鈴木 真由美 富山県立大学, 工学部, 准教授 (20292245)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 積層欠陥エネルギー / マグネシウム合金 / クリープ変形機構 / 拡張転位 |
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| Research Abstract |
希薄固溶体であるMg-0.3Y-0.04Zn合金において480~570Kの温度範囲でクリープ変形挙動を調査したところ，そのクリープのみかけの活性化エネルギーの値と変形後に導入された変形転位の活動すべり系の解析から，この温度域でのクリープ変形機構は交差すべり律速の転位クリープであると推定された．更にこの合金は上記温度範囲で粒界・粒内への析出を生じず，Mg-Y-Zn三元合金で認められる高い活性化エネルギーは動的析出の効果ではないことを実験的に確認した．本系合金では積層欠陥エネルギーの低下に伴い，純マグネシウムやMg-Al固溶体では700K以上の高温で認められていた交差すべり律速領域が低温側にシフトした結果であることをクリープパラメータおよび組織観察の結果から明らかとした．この結果は積層欠陥エネルギーの低下によって上昇運動律速のクリープ速度が大幅に低下したことを反映した挙動であると考えられる．
一方で，今年度行った実験温度領域ではクリープ変形機構の遷移は認められず，上昇運動律速のクリープ速度がどの程度まで低下したのかを実験的に明らかにすることは出来なかった．純マグネシウムでは473K以下の温度でのクリープ変形挙動は上昇運動律速の転位クリープから，低温クリープ領域へと遷移する．そのため本系合金で上昇運動律速のクリープ変形領域を実験的に抽出出来るかどどうかは現時点では明らかとなっていない．現在460Kでのクリープ試験を継続中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成24年度実施計画(b)の積層欠陥エネルギーの見積に関して，当初の予定よりも進捗が遅れている．その理由としてY濃度の低下に伴い合金の積層欠陥エネルギーが著しく減少し，転位の拡張幅の計測が困難になったことが挙げられる．そのため，今年度は東北大学で所有している高分解能TEMを用いて拡張幅の計測を行う一方，予備変形にクリープを用い，導入させる転位密度を減少させることで転位網を形成させ，その曲率から積層欠陥エネルギーを見積る検討を同時に行う．
一方，本研究で用いたMg-0.3mol%Y-0.04mol%Zn合金は500K以下でも析出は生じず，当初の計画通り析出の効果を取り除いた実験結果を蓄積しつつある．480Kまでのクリープ試験では明瞭なクリープ挙動の遷移は認められていないが，低温側で若干活性化エネルギーが低下する傾向が認められており，現在，より低温でのクリープ試験を継続中である．更に遷移温度の実測が困難となる可能性を踏まえて，平成25年度の計画の一部である，変形転位下部組織観察を繰り上げの形で開始しており，活動すべり系から，480Kまでの温度領域で支配的な変形機構を明らかにしている．
以上より，平成24年度に実施した研究項目は，当初予定より遅延した項目と，次年度の予定を繰り上げた項目が存在する．そのため研究計画自体の達成度は僅かに遅延しているものの，その程度は軽微であり，平成25年度の研究期間で解消できるものと考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度に計画し，実施が遅れている積層欠陥エネルギーの温度依存性の調査を，東北大学と連携しながら進める．その際，予変形条件として，室温変形の他クリープによるひずみ付加も検討する．これは室温で予変形を行うと，転位密度が高く，転位の拡張を確認すること自体が困難となるう場合が多かったためである．また，高温領域に限ってはより高濃度のYを含む合金も検討項目に追加する．
一方で，平成24年度に前倒しの形で進めている変形組織解析については，転位下部組織からの変形機構の検討および材料内での転位の回復挙動に加え，転位の固着挙動について更に詳しい調査を行う．転位の固着挙動については，予変形と熱処理を施し，再度変形（クリープあるいは室温変形）を行うことでも検討する．転位の固着力の検討については，遷移温度が実験的に明らかになるまでは高温領域（交差すべり律速クリープ領域）で，かつより高いY濃度を持つ試料で検討する．その理由として，転位の固着力は溶質濃度に依存し，固溶体が保証される領域であれば，より高濃度の試料である程検討が容易となるためである．
今年度は480K以下での長時間クリープ試験を実施すると共に，480K以上の温度範囲においては交差すべ律速のクリープの活性化エネルギーの応力依存性を調査し，その実験結果より，既に提唱されている実験式の妥当性を検討し，本系合金における活性化エネルギーの温度依存性を定式化する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額が1120円と小額であるため，物品費（消耗品費）として次年度に使用する予定である．
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