| 研究課題/領域番号 |
04555172
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属材料
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
森永 正彦 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50126950)
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| 研究分担者 |
吉田 英雄 住友金属(株), 技術研究所, 主任研究員
井上 聡 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (90168443)
村田 純教 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (10144213)
小林 俊郎 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90023324)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1993年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1992年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
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| キーワード | アルミニウム合金 / 機械的性質 / 電子状態 / 分子軌道法 / 合金設計 |
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| 研究概要 |
自動車をはじめとする各種輸送機関の軽量化は、省エネルギー、省資源の観点から重要である。この社会的要請に答えるためには、アルミニウムに代表される軽金属材料の高強度化が必要である。ところで、材料の強度特性は、これまで転位論によって取り扱われてきた。転位論によって、その基礎的な理解は深まったものの、実際の実用合金の強度を予測するところまでには至っていないのが現状である。本研究の第1の目的は、転位論のような原子レベルの立場より、もっとミクロな電子レベルの立場から、アルミニウム合金の材料強度を考えようとするところにある。第2の目的は高比強度アルミニウム合金を設計するための基礎的な知見を得ることにある。本研究により以下の成果を得た。
1.アルミニウム中の合金元素の電子状態の計算を分子軌道法(DV-Xαクラスター法)を用いて系統的に計算し、各種合金元素の特徴を表すパラメータ(s軌道エネルギーレベル)を求めた。そしてこのパラメータを使って、実用アルミニウム合金の機械的性質(耐力、引張強度など)が正確に予測できることがわかった。
2.高強度合金で、いつも問題となる応力腐食割れ(SCC)の問題を解明するため、Al-Mg系合金を使って実験を行った。その結果、この合金の粒界析出物(β相)の近傍で、Mg濃度が極端に低くなっていることが、初めてわかった。これは粒界での著しい強度低下をきたすため、SCCの重要な原因の一つとなっているものと考えられる。また、粒界での電子構造の計算を行い、TiやCrなどの合金元素は水素の存在下でも粒界を強くする効果があり、SCCの改善に有効な元素であることがわかった。
このように本研究から、高強度アルミニウム合金の設計のための基礎的な指針が得られた。
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