1988 Fiscal Year Annual Research Report
高圧凝固プロセスによるアルミニウム合金複合組織材料開発の基礎研究
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63460196
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
神尾 彰彦 東京工業大学, 工学部, 教授 (60016524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
手塚 裕康 東京工業大学, 工学部, 助手 (40180070)
里 達雄 東京工業大学, 工学部, 助手 (90126318)
村上 雄 東京工業大学, 工学部, 助手 (60016681)
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| Keywords | 複合材料 / 高圧鋳造 時効析出 / Al-Li合金 / Al-Cu-Mg合金 / Al-Zn-Mg-Cu合金 / 結晶粒微細化 |
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| Research Abstract |
高圧凝固プロセスにより複合組織材料を作製するための予備的実験として、適正な凝固条件を決定するため、Al-2.3%Li-0.2%Zr合金をベースとしこれに2.7%Cuおよび0.05%Tiと0.01%Bを添加した合金を用いて、組織および機械的性質に及ぼす加圧力、時効熱処理条件の影響を調べた。いずれの加圧条件でもマクロ組織は微細な等軸晶を示しており、ボイドなどの欠陥が無い健全な鋳塊が得られた。TおよびBの微細化剤の添加の降下は顕著には認められなかった。硬さおよび引張試験の結果、いずれの熱処理条件でも鋳塊中心部より鋳壁近傍の方が機械的性質は良好であったが、これは高圧鋳造により金型と溶湯との密着性が高まり、熱伝達による冷却が効果的になされたためと考えられた。
次に、SiCプリフォームを用いて複合材料を作製するための適正な加圧条件、プリフォームの体積率、合金組成を決定するため、Al-2.3%Li合金およびこれに2.7%Cuを添加した二種類の合金について、高圧鋳造凝固、時効熱処理後の硬さ試験、比熱測定、透過電子顕微鏡による組織観察などを行った。マクロ組織では一部に偏析が認められ、プリフォームの体積率が低い場合はプリフォームが圧壊し溶湯が完全には浸透しなかった。体積率が上がるにつれて硬さは高くなり、時効硬化のピークが短時間側に移行する現象が観察された。これは溶体化時にSiCの周辺に熱膨張差のため転位が導入され、硬化に寄与する中間相の析出が促進されたための解釈された。また、SCウィスカプリフォームを複合強化材とし、母相合金にAl-4%Cu0.7%MgおよびAl-5%Zn-2%Mg-1.4%Cu合金をもちいて同様の実験を行い、SCの周辺に生成する転位および母相との界面が時効硬化挙動に大きな影響を及ぼすことが明らかにした。
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