加工誘起ナノクラスターによるＭｇ合金の高強度化

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25630313
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Toyota Central R&D Lab., Inc.
• Principal Investigator: 倉本 繁 株式会社豊田中央研究所, 材料･プロセス1部 軽金属材料・プロセス研究室, 主任研究員 (10292773)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 金属材料 / マグネシウム合金 / 冷間加工 / 結晶粒微細化 / 結晶粒界

Research Abstract

本研究では、加工誘起で形成されるナノ組織がマグネシウム合金合金の高強度化に有効かどうかを明らかにすることが目的であり、本年度は5種類のMg-X系合金を作製して検討を行った。合金元素Xは、Al、Zn、Sn、Y、Biとし、添加量はそれぞれ1at%とした。これらの合金は溶体化処理温度にて完全に固溶するが、室温では固溶限を超えるような添加量となっている。各試料に対して、溶体化処理、水焼入れ、の後、冷間加工を実施する。本年度は、冷間加工の手段としてHighPressure Torsion (HPT)を用い、圧縮応力2GPa、回転速度1rpm、回転回数10回の条件にて加工を実施した。結晶粒組織を観察したところ、Mg-Bi合金以外の4種類の合金において、結晶粒径が100nm程度まで微細化することが判明した。また、粒界において合金元素の濃化も認められた。硬さ測定の結果から、添加元素により強度は異なり、もっとも高強度化したMg-ZnはHV110程度の硬さを有していた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

複数のMg合金に関して検討を行い、高強度化する添加元素を明らかにした点においては、計画通りに進捗している。計画していた引張試験は実施できなかったが、代わりに平成26年度に計画していた電子顕微鏡による組織解析を、実施し、加工誘起による組織変化を確認した。よって、予定していた検討事項の順序が一部入れ替わっているが、概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度は、引張試験による機械的特性の評価と、アトムプローブ電界イオン顕微鏡による解析を実施する。平成25年度の結果から、Mg-Zn合金が最も高強度化することが分かっているため、これを中心として高強度化と加工誘起によるナノ組織形成挙動との関係を明確化する。