2013 Fiscal Year Annual Research Report
高密度の変形双晶を含むバルクナノメタルの変形挙動のひずみ速度・温度依存性
Publicly Offered Research
| Project Area | Bulk Nanostructured Metals -New Metallurgy of Novel Structural Materials |
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| Project/Area Number |
25102705
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
渡邊 千尋 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (60345600)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | Mg合金バルクナノメタル / 多軸鍛造加工 / 変形双晶 / 衝撃吸収能 / ひずみ速度依存性 |
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| Research Abstract |
平成25年度は，ナノサイズの変形双晶を高密度に含むAZ80Mg合金変形挙動と破壊様式のひずみ速度依存性と温度依存性の理解に向けて，以下の実験を行った．
(1)衝撃試験機作製：高ひずみ速度における引張試験を行う為，改良ワンバー法を用いた落錘式衝撃引張試験機を作製した．
(2)微視組織観察：透過型電子顕微鏡を用いて，冷間多軸鍛造（MDF）加工により作製したAZ80Mg合金の内部組織観察を実施した．MDFのパス数の増加に伴って，多数の変形双晶の切り合いが観察され，結晶粒径が微細化（～200nm）していた．電子回折図形の解析から，変形双晶の多くが{10-12}双晶であることがわかった．
(3)引張/衝撃試験：77K～室温において，広ひずみ速度範囲での引張試験を実施した．結晶粒径の微細化，ひずみ速度の増加に伴い，流動応力は向上するが，破断伸びは低下した．簡略ではあるが，応力－ひずみ曲線より衝撃吸収能を見積もった．変形双晶を含む試料では，同程度の結晶粒径を持ち変形双晶を含まない試料よりも高い衝撃吸収能を示した．これは，変形双晶を含む試料の強度が高く，高速変形下での伸びも大きいことによる．冷間MDF法で作製した試料では，加工パス数の増加（結晶粒径の微細化）に対する破断伸びの減少が小さい．一方，降温MDF加工で作製した試料では，加工パス数の増加によって，急激に伸びが減少する．X線回折による集合組織測定の結果，冷間MDFで作製した試料では，降温MDF試料と比較して，底面集合組織の発達が弱いことが分かった．これは，冷間MDF法でのパス間ひずみ（Δε）が降温MDFのそれ（Δε=0.8）と比較してΔε=0.1と小さいためと推察される．このため，冷間MDF加工においては，加工パス数の増加に伴う強度増加に対して伸びの減少率が小さく，降温MDF試料と比較して高い衝撃吸収能を示したと理解される．
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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
本研究では，変形双晶を大量に含むBNMの高速変形挙動と衝撃吸収特性を明らかにすることを目的としている．当初計画では，平成25年度は，冷間MDF法により作製したナノサイズの変形双晶を高密度に含むAZ80Mg合金BNMを用いて，広いひずみ速度範囲での引張試験，ひずみ速度急変試験，走査型/透過型電子顕微鏡を用いた微細組織観察を中心に調査を挙げた．
上の研究実績の概要に示したように，冷間MDF法により作製したAZ80Mg合金の衝撃特性の評価を行い，その特性発現機構について明らかにした．
以上のように，当初計画に従い順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，平成25年度で得られた結果より冷間MDF加工条件を再検討し，新たな条件下で冷間MDF加工を行い，異なる双晶分布密度を有するAZ80Mg合金BNMを作製する．作製した冷間MDF材の衝撃試験及び試験後の破面，表面観察を行う．併せて，AZ91Mg合金においても同様な調査を行う．
さらに，変形双晶の有無が衝撃特性に与える影響を明らかにするために，降温MDFにより結晶粒径を微細化した後に，冷間MDF加工を施し，同一結晶粒径を持ち，かつ変形双晶の有無やその分布密度が異なる試料を作製し，調査を行うことを計画している．
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Research Products
(4 results)
