1988 Fiscal Year Annual Research Report
耐熱・耐摩耗性高ケイ素-アルミニウム合金の機械的強度と靭性の向上
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62550054
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
清水 保雄 信州大学, 工学部, 助教授 (20142284)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 光征 信州大学, 工学部, 教授 (80021020)
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| Keywords | 過共晶アルミニウム-ケイ素合金 / AC9B合金 / 初晶ケイ素の微細化 / リンとイオウの複合添加 / 機械的強度と靭性 / 耐摩耗性アルミニウム合金 |
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| Research Abstract |
耐熱・耐摩耗性高ケイ素-アルミニウム合金の機械的性質の向上を計るうえで、最も重要である初晶ケイ素の微細化の促進に有効な添加剤による新たな処理法が検討された。本研究では、従来よりその有効性が実証されているリンに加えて、その効果を更に促進する為に、イオウ及びイオウ化合物を合金溶湯中へ複合添加する処理法が採用され、金属組織学的検討並びに機械的強度、破断伸び、硬さ、衝撃値、耐摩耗性などの諸性質に及ぼす影響が実験され、以下の結果を得た。
1.リンに引き続いて添加されたイオウは、リンの添加により形成され、初晶ケイ素の晶出核としてしの役割を担うALP結晶中へ偏析し、ALP核結晶の安定性とこれの生成密度を高める作用を通じて、初晶ケイ素の微細化の促進に寄与する。
2.しかし、実用AC9B合金ではこれに含有されるマグネシウムの影響を受け、イオウの歩留りが減ぜられる為、イオウの複合添加の効果は十分には発揮されなかった。
3.このイオウの微細化促進能を阻害するマグネシウムの影響を回避するには、予めマグネシウムを除いたAC9B原合金に対し、リンとイオウの複合処理を実施し、イオウ原子をとり込んで安定化したALP核結晶を形成させた後に、マグネシウムを添加して鋳造合金を完成する方策が適切であった。
4.イオウは、微量添加機構を持つ試作装置を使用して、固体粉末や塩化イオウ液体によって少量づつ間欠的に溶湯中に添加された場合、最も良好な結果を与えた。
5.微量添加機構はイオウの燃焼反応を抑制し、その所要量を低減させ得る点でも有益であった。
6.本処理法は、従来のリン添加処理と比較し、初晶ケイ素の微細化の促進により、合金の引張強度と破断伸びの一層の向上が達成されると共に、これと時効熱処理を併用すれば、耐摩耗性も更に向上させるものであった。
7.以上の結果のように、本研究で開発された新処理法は、本合金の実用性を高める為に十分貢献できるものと考えられる。
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