2014 Fiscal Year Annual Research Report
双晶～転位間相互作用の体系化に基づく高加工性マグネシウム合金の創出
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26289257
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
馬渕 守 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (00358061)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 裕美 豊橋技術科学大学, 研究基盤センター, 教授 (00319500)
千野 靖正 独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究グループ長 (50357498)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マグネシウム合金 / 双晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マグネシウム合金の変形を担う双晶を高密度で導入する目的で、商用マグネシウム合金 (AZ31) 押出し材を室温で多方向に圧縮した。光学顕微鏡のみならず、走査型電子顕微鏡 (SEM)、SEM内での電子線後方散乱回折法 (EBSD)、さらに透過型電子顕微鏡 (TEM) を用いて、多方向圧縮材に生じた双晶を詳細に観察・分析した。圧縮回数が増えるにしたがって双晶は増加した。押出し方向に圧縮した際には{10-11}-{10-12}二重双晶が形成されたが、押出し方向と垂直な方向に圧縮した際にはほとんど生じなかった。また、一方向にのみ圧縮した場合と異なり、多方向に圧縮した際には、二重双晶が、{10-11}双晶の外側で生じた{10-12}双晶が{10-11}双晶内の{10-12}双晶を誘起することで形成されていた。したがって、{10-11}双晶の内外の{10-12}双晶の幾何学的な適合性が変形を担うバリアントの選択性を決めていることがわかった。加えて、{10-11}双晶内で室温でも動的再結晶が起こること、また、この再結晶構造が多方向圧縮材の延性を補強することがわかった。
また、Mg-Zn系合金板材に微量の添加元素を加えた場合の冷間加工性を引張試験やエリクセン試験により実験的に評価し、第一原理計算による一般化積層欠陥エネルギー (GSFE) 計算と照合した。集合組織だけではなく、底面すべりと非底面すべりのGSFEの比が重要であることが示唆された。
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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
双晶を高密度で導入したマグネシウム合金試料を作製し、双晶の種別等をTEM観察等により明瞭に区別することができた。また、添加元素を考慮した第一原理計算の計算手法を確立でき、これを冷間加工性と結びつけることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一原理計算においては底面すべり／非底面すべりについての計算を行っているが、これに加えて双晶についても計算できるようなモデルを構築する。また、多数の原子を扱える分子動力学計算の利用環境も確立し、転位と双晶の相互作用を扱う。実験的には引き続き微量元素添加マグネシウム合金の冷間加工性を追求する。
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