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Novel development of the highly-functional super lightweight bcc-structured Mg-Li alloy via crystallographic orientation control

Research Project

Project/Area Number 18H01736
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Hagihara Koji  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (10346182)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
KeywordsMg合金 / 強度 / 組織制御 / 結晶方位依存性 / 社会基盤構造材料 / 生体材料 / 単結晶 / 弾性率 / 方位依存性 / 耐食性
Outline of Final Research Achievements

In this study, "crystal orientation dependence" of various physical properties such as plastic deformation behavior, elastic modulus, and degradable behavior in bcc-structured Mg-Li alloys were quantitatively determined by using the single crystals. It was clarified that each characteristic shows orientation dependence despite having a highly symmetric bcc structure. In addition, it was first clarified that the addition of 5 at.% of Al in the Mg-Li single crystal combined with rapid quenching caused an extreme increase in yield stress up to about 470 MPa; this compares to about 50 MPa in a Mg-Li binary crystal. Furthermore, it was found that by preparing an α/β two-phase alloy, it is possible to increase the strength while ensuring a certain degree of ductility.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超軽量構造材料,さらにはステント等の生体内溶解性デバイス材料といった新材料として期待されるMg-Li合金において,その利用普及に向けた問題点である,強度不足,生体内での高溶解速度といった特性の改善について,本研究により結晶方位制御の観点からの改善可能性が初めて示された.また強度と延性のバランスをとった二相合金についても,今後結晶粒微細化といった更なる組織制御により,力学特性をより最適化,向上させた合金開発が期待できることが示された.これら成果を基に,上述のような新材料開発が今後促進されるものと強く期待できる.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(22 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 6 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Enhancement of plastic anisotropy and drastic increase in yield stress of Mg-Li single crystals by Al-addition followed by quenching2019

    • Author(s)
      K. Hagihara, K. Mori, T. Nakano
    • Journal Title

      Scripta Materialia

      Volume: 172 Pages: 93-97

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2019.07.012

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fabrication of the Beta-Titanium Alloy Rods from a Mixture of Pure Metallic Element Powders via Selected Laser Melting2018

    • Author(s)
      Mitsuharu Todai, Takeshi Nagase, Takao Hori, Hiroyuki Motoki, Shi-Hai Sun, Koji Hagihara, Takayoshi Nakano
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: 941 Pages: 1260-1263

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.941.1260

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      萩原幸司,上道捷平
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      萩原幸司
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      萩原幸司
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      萩原幸司
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      萩原幸司,中野貴由,山崎倫昭,河村能人
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      H30年度 軽金属学会関西支部 若手研究者・院生による研究発表会
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      三好康介,早川恭平,萩原幸司
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      萩原幸司
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      森啓太朗,萩原幸司,中野貴由
    • Organizer
      日本金属学会 2018秋期講演大会
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  • [Presentation] 六方晶系 Mg, Zn, MgZn2単結晶の溶解挙動の結晶方位依存性比較2018

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    • Organizer
      日本金属学会 2018秋期講演大会
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  • [Presentation] βチタン合金単結晶の交番変形にて誘起される方位制御ω相形成2018

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      萩原幸司,中野貴由
    • Organizer
      第6回チタン若手研究・交流会
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  • [Remarks] 大阪大学 材料組織制御工学領域研究室  HP (研究代表 萩原幸司 HP)

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      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mse8/index.html

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  • [Remarks] 大阪大学 材料組織制御工学領域研究室  HP (研究代表 萩原幸司 HP)

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      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mse8/

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  • [Remarks] 大阪大学 萩原研究室HP

    • URL

      http://www.hfs.ams.eng.osaka-u.ac.jp/

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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