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高加工性・高靭性を有するホイスラ-型強力銅合金の開発

研究課題

研究課題/領域番号 03555151
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 金属材料
研究機関東北大学

研究代表者

石田 清仁  東北大学, 工学部, 教授 (20151368)

研究分担者 堀川 宏  古河電気工業(株), 研究開発本部横浜研究所, 研究員
鈴木 雄一  古河電気工業(株), 研究開発本部横浜研究所, 材料基礎研究室長
貝沼 亮介  東北大学, 工学部, 助手 (20202004)
西沢 泰二  東北大学, 工学部, 教授 (60005212)
研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
1993年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1992年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1991年度: 9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
キーワードCu-Mn-Al合金 / ホイスラ-合金 / 規則-不規則変態 / 機械的性質 / 状態図 / 金属間化合物 / 高力銅合金 / 加工性 / ホイスラー相 / 高加工性 / 銅合金 / 性態図 / 規則・不規則変態
研究概要

磁性材料として有名なL2_1結晶構造を有するホイスラ-型の金属間化合物(Cu_2MnAl)は、きわめて脆いとされてきたが、構造用材料としての可能性を追及し、延性に富む高強度Cu-Al-Mn基合金の開発を目的として研究を行い、以下のような成果を得た。
(1)Cu-Al-Mn3元系状態図の決定:550℃、600℃、700℃、800℃の各温度についてα、β、γ間の状態図を決定した。その結果、Mnの添加は、β相を強力に安定化することが分かった。
(2)β相内の規則-不規則変態温度:β相内のA2→B2→L2_1各相への規則-不規則変態温度は、主にAl濃度に強く依存し、高Al濃度ほど変態点が高い。
(3)機械的性質:化学量論組成のCu_2MnAl合金は、非常に脆く、かつ強度も低いが、非化学量論組成の合金は、極めて優れた機械的性質を有していた。非化学量論組成の合金強度は、高Al濃度のものほど大きく、逆に延性は、Al濃度が低いほど優れている。また、低温で時効を行った試料には、延性の著しく低下したものがみられた。Cu-Al-Mn系の組成と熱処理を制御することによって0.2%耐力500〜750MPa、引張強度700〜1010MPa、伸び3〜21%の高強度、高靭性を有する合金が得られた。
(4)機械的性質と組織:(3)に述べた機械的特性の変化は、合金の規則-不規則変態温度とスピノ-ダル分解の有無によって説明できる。
(5)化学量論Cu_2MnAl合金の脆化と低強度:本合金のすべり線をTEMによりトレース解析したところ、化学量論組成合金では{110}〈111〉が、非化学量論組成合金では{112}〈111〉が、頻繁に観察された。以上より、化学量論組成Cu_2MnAl合金の脆化と低強度は、すべり系がその大きな影響を与えていると考えられる。

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] R.Kainuma: "Phase Equilibria in the Cu-Mn-Al System" Metallurgical Transactions. (発表予定).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kainuma: "Order-disorder Transformation of BCCC Phase in Cu-Mn-Al System" Metallurgical Transactions. (発表予定).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kainuma, N.Sato and K.Ishida: "Phase Equilibria in the Cu-Mu-Al System" Metallurgical Transactions A. (to be submitted).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kainuma, S.Takahashi and K.Ishida: "Order-disorder Transformation of BCC Phase in Cu-Mu-Al Alloys" Metallurgical Transactions A. (to be submitted).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kainuma: "Phase Equilibria in the Cu-Mn-Al System" Metallurgical Transactions. (発表予定).

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kainuma: "Order-diaorder Transformation of BCC Phase in Cu-Mn-Al System" Metallurgical Transactions. (発表予定).

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] R. Kainuma: "Mechanical Properties of Heusler Phase in Cu-Mn-Al Auoys" Metallurgical Transactions,A.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kainuma: "Phase Equilibria in Cu-Al-Mn Ternary System" Metallurgical Transactions,A.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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