2015 Fiscal Year Annual Research Report
モーター用高配向電磁鋼板の創生-新しい集合組織制御原理の検証と応用-
| Project/Area Number |
26289269
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
福富 洋志 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90142265)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 徹也 茨城大学, 工学部, 教授 (70261740)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 二段階圧縮法 / 集合組織 / 有効応力 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の目的は、溶質原子雰囲気が転位の運動を遅滞させ、その結果として生ずる変形中のサブグレイン組織の形成の抑制が粒界移動の駆動力となる蓄積エネルギーの結晶方位依存性を増大したことにより、高温加工中の集合組織の発達をもたらしたとする優先動的結晶粒成長機構を検討することにある。本年度は、昨年まで検討していた合金よりも高い濃度のFe-4.0mass%Si合金を対象にし、溶質原子の効果がより強い状況での変形特性、組織そして集合組織の形成挙動を調べた。
その結果、定常クリープ変形時の応力指数（n値）がFe-3.0%Si合金よりも低く3に近い値になることを見出した。さらに引張りクリープ試験中に応力を急変させてクリープ速度の変化を求めるStrain transient dip試験により有効応力の存在を調べた。その結果。有効応力がFe-3.0%Si合金よりも高い値になることを確認した。これらの事実は溶質原子雰囲気が転位の運動を粘性的にしているとの予測と一致している。しかし、このような場合に一般に生ずることが知られている高温降伏現象は確認できなかった。また、変形中に広範な粒界移動が生じていること、平面ひずみ圧縮変形ではFe-3.0%Si合金と同様の集合組織が発達することが確認できた。
さらに、高ひずみ速度で一定ひずみまで変形した後に低ひずみ速度に変形条件を変化させ、さらにわずかなひずみ量変形すると、集合組織が先鋭化することを確認した。このような二段階の変形により、工業的に本技術を活用する場合に問題となる加工時間が大幅に短縮できると考えられる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
中性子回折による板厚方向の集合組織分布測定は、十分な寸法の試料の作製が困難なために実施できていない。今後引き続き準備を進める。この点を除けば、高温変形機構と集合組織の発達を関係づける重要な情報である、応力指数の溶質濃度依存性、有効応力の存在ならびに溶質濃度依存性の確認など、仮説を裏付ける実験結果が蓄積しつつある。変形モードと集合組織の主成分の関係も、濃度を変えた実験で確認できた。
今後の解決すべき課題の一つは、単軸圧縮変形時に高温降伏現象が認められないことの原因の解明である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
(100)(圧縮面)繊維集合組織を先鋭に発達させる高温単軸圧縮加工の加工条件を引き続き探索する。しかる後、高ひずみ速度での高温単軸圧縮加工をある程度のひずみまで行って一定水準の(100)繊維集合組織を発達させた後に、最も集合組織が先鋭となる加工条件(低ひずみ速度条件)に変更して無方向性電磁鋼板を効率よく製造する技術を開発する。併行して無方向性電磁鋼板としての磁気特性を調査する。この時、板厚方向の集合組織分布が問題になるので、中性子回折実験を実現させて、試料中での結晶方位の位置分布を把握する。
現時点では、作製できる試料の最小厚さは0.7mm程度にとどまっているため、さらなる薄板可技術の開拓も進める。具体的には、重ね圧縮加工法を追及する。さらに、モーター用電磁鋼板に必要となるのはリング状の薄板のため、中空試料の高温単軸圧縮加工などをも試みる。
高温変形機構と集合組織形成の関係の解明については、現時点で理解できていない、単軸圧縮変形時に高温降伏現象が認められない原因の解明に取り組む。Fe-Siあるいは、優先動的結晶粒成長機構により組織が形成されていると考えられるがFe-Siと同じく高温降伏現象を呈しない、Al-Mn固溶体合金を対象にして透過型電子顕微鏡観察を行い、転位組織と集合組織形成の関係について明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
配向制御材の磁気特性の測定が次年度になった。中性子回折実験に供する試料の作製が不調であった。また、国際会議報告をH28年度に行うこととした。これらにより次年度使用額が発生した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
Thermec 2016にて高温加工にFe-Si合金等の結晶配向制御に関する発表を行う。中性子回折測定を実施する。配向制御材の磁気特性測定を実施する。
|
Research Products
(2 results)
