2014 Fiscal Year Annual Research Report
溶質元素添加による微細結晶粒マグネシウム合金の粒界塑性変形応答
Publicly Offered Research
| Project Area | Bulk Nanostructured Metals -New Metallurgy of Novel Structural Materials |
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| Project/Area Number |
25102712
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
染川 英俊 独立行政法人物質・材料研究機構, 元素戦略材料センター, 主任研究員 (50391222)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 材料工学 / マグネシウム / 粒界すべり / 粒界塑性 / ホール・ペッチ則 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、粒界塑性変形応答に及ぼす①溶質元素の効果、ならびに、②外部因子（ひずみ速度）と内部因子（結晶粒サイズ）の影響について検討を行い、以下の知見が得られた。
(1)押出温度を制御することで、平均結晶粒サイズの異なる6種類の純マグネシウム押出材を創製した。初期組織観察から、各押出材の結晶粒サイズは、1um~20umで、底面集合組織を有することを確認した。
(2) 室温引張試験によって、前記押出材の粒界塑性変形応答を評価した。強度や延性などの機械的特性や変形メカニズムは、内的・外的因子に大きく影響を受けることが分かった。低ひずみ速度領域では、強度の逆ホール・ペッチ挙動を示した。さらに、引張ひずみ速度が1x10-5 /sである時、微細結晶粒押出材（平均結晶粒サイズ：1.2um）の破断伸びは200%以上を呈し、一般的な純金属材料と異なる力学応答を示すことを確認した。
(3)SEM/EBSDやTEMを用いた変形組織解析から、主変形機構を明確にした。平均結晶粒サイズが20um以下であったことから、変形双晶の形成は極めて少なかった。一方で、粒界コンパティビリティー応力の活性化に起因し、何れの変形条件においても、底面・非底面転位すべり運動が変形を担っていた。しかし、ひずみ速度の低速化と結晶粒微細化にともない、粒界すべりの寄与率が大きくなることを明確にした。また、本引張試験条件下の活性化エネルギーは約80kJ/molと算出され、マグネシウムの粒界拡散の活性化エネルギー：92kJ/molに近いことから、粒界すべりの主要因は、すべり運動に誘発された機構（slip-induced GBS）ではなく、粒界拡散に起因することを明らかにした。
(4)前年度創製した微細粒二元系合金を熱処理することで、底面集合組織を維持したまま平均結晶粒サイズを100 um以上に粗大化させることに成功した。同材（粗大粒材）の内部摩擦試験結果から、微細粒材と同様の挙動が発現することを確認した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
