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超耐熱性と高強度と高加工性を合わせ持つ非平衡アルミニウム合金の創製と工業展開

研究課題

研究課題/領域番号 10555227
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 構造・機能材料
研究機関熊本大学 (2000-2001)
東北大学 (1998-1999)

研究代表者

河村 能人  熊本大学, 工学部, 助教授 (30250814)

研究分担者 木村 久道  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00161571)
竹内 章  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40250815)
井上 明久  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10108566)
松田 光弘  熊本大学, 工学部, 助手 (80332865)
大野 恭秀  熊本大学, 工学部, 教授 (00274689)
安藤 新二  熊本大学, 工学部, 講師 (40222781)
勝矢 晃弘  日本発条(株), 主任研究員
喜多 和彦  YKK(株), 主任研究員
大槻 真人  三菱マテリアル株式会社, 主任研究員
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
11,400千円 (直接経費: 11,400千円)
2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1998年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
キーワードアルミニウム合金 / 急速凝固 / ガス噴霧 / 固化成形 / 複合材料 / 引張強度 / 耐摩耗性 / 耐熱性 / アルミニウム / ナノ結晶 / 高強度 / 粉末冶金 / 非平衡 / 構造材料 / 機械的性質 / ガスアトマイズ / 押出し成形
研究概要

室温強度600MPa、高温強度300MPa (573K)、耐熱性723Kで100hr、高2次加工性、耐摩耗性を合わせ持つ新しいタイプの耐熱Al合金を開発することを目的に、種々のAl-Ti-Cr-X系急速凝固粉末冶金(RSP/M)合金ならびにその複合材を作製し、それらの機械的性質を調査した。その結果、下記に示すような特性を持つ目標を達成するAl_<q2.5>Ti_<2.5>Fe_<2.5>Cr_<2.5>RSP/M合金を開発することができた。
室温強度:室温引張強度は600〜660MPa、室温引張伸びは3〜4%であり、従来の高強度Al合金に比べて優れた室温強度を示す。
高温強度:高温引張強度は480MPa(473K)、320MPa(573K)、150MPa(673K)であり、優れた高温強度を示す。
耐熱性:723Kで100hr、623Kで1000hrの熱処理でも特性の劣化は10%未満であり、優れた耐熱性を示す。
耐摩耗性:市販の高強度Al合金(A4032,A7075,PA420)に比べて4倍以上の優れた耐摩耗性を示す。
2次加工性:823Kにいおて10^<-1>から10^0s^<-1>という高速で120%の伸びを示し、工業的な速度で加工できる高2次加工性を持っている。また、823Kにおける5hr後の硬度の低下は約15%であり、約550MPaの高い室温強度を保持したまま高速加工できる。
複合化:SiCを.2.5vol%添加することによりヤング率が向上した。また、複合材にすることにより高温(473K)での耐摩耗性が向上した。
なお、本開発合金は、企業において実用化試験が試みられている状況である。

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (53件)

  • [文献書誌] T.H.Lee: "Mechanical Properties of Rapidly Solidified Al-Si-Ni-Ce P/M Alloys"Scripta Metallurgica et Materialia. 36. 457-480 (1997)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Rapidly Solidified Powder Metallurgy Al-Ti-Fe Alloys"Scripta Metallurgica et Materialia. 37. 205-210 (1997)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河村能人: "高清浄環境下における超急冷粉末冶金連続プロセスとそれを用いた新材料の開発"粉末および粉末冶金. 44. 921-929 (1997)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Elevated Temperature Al-Ti-Fe-Cr Alloys Produced by Rapid Solidification"Proceedings of the 1998 Powder Metallurgy World Congress & Exhibition. 5. 346-351 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohta: "Wear Resistance and Heat Resistance of Rapidly Solidified P/M Aluminum Alloys"Proceeding of the Special Symposium on Avanced Materials (SSAM-4). 95-98 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河村能人: "アモルファス合金粉末の固化成形"まてりあ. 37. 133-141 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河村能人: "クローズドP/Mプロセスの開発と高比強度非平衡材料の創製"まてりあ. 37. 412-414 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 太田英伸: "高強度P/Mアルミニウム合金の摩耗特性"紛体および粉末冶金. 45. 590-595 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 木村久道: "Al-Cr-R (R=Ce, Mm)系合金P/M材の機械的性質"紛体および粉末冶金. 45. 738-743 (1998)

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  • [文献書誌] 木村久道: "準結晶を含むAl-V-Fe-M (M=Ti, Cr, Si)合金P/M材の組織と耐熱強度"紛体および粉末冶金. 45. 817-823 (1998)

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  • [文献書誌] D.V.Louzguine: "Production of Si_<55>Al_<20>Fe_<10>Ni_5Cr_5Zr_5 Bulk Amorphous Alloy by Hot Pressing"Materials Science and Technology. 15. 583-585 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Rapidly Solidified Powder Metallurgy Al-Ti-Fe-X Alloys"Scripta Metallurgica et Materialia. 40. 1131-1137 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Elevated-Temperature Al-Ti-Fe-Cr Alloys with High Ductility at High-Strain-Rate"Materials Transactions, JIM. 40. 392-395 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 太田英伸: "急速凝固P/M Al-Ti-Fe-TM合金の耐摩耗性と耐熱性"日本金属学会誌. 63. 617-619 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Synthesis of ZrC/Zr_<55>Al_<10>Ni_5Cu_<30> Metallic-Glass Matrix Composite Powders by High Pressure Gas Atomization"Scripta Mater.. 43. 1119-1124 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "ZrC/Zr_<55>Al_<10>Ni_5Cu_<30> Metallic Glass Powders Produced by Gas Atomization"Proceedings of 2000 Powder Metallurgy World Congress. 1488-1491 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Nanocrystalline Aluminum Bulk Alloys Having a High Strength of 1420 MPa Produced by Consolidation of Amorphous Powders"Scripta. Mater.. 44. 1599-1604 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takagi: "Wear Properties of Nanocrystalline Aluminum Alloys and Their Composites"Scripta Mater.. 44. 2145-2148 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Inoue: "Nanocrystalline A-Based Bulk Alloys with High Strength above 1000 MPa"Materials Science Forum. 360-363. 129-136 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河村能人(分担執筆): "ナノマテリアルの最新技術"シー エム シー. (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.H. Lee, Y. Kawamura, A. Inoue, S.S. Cho and T. Masumoto: "Mechanical Properties of Rapidly Solidified Al-Si-Ni-Ce P/M Alloys"Scripta Metallurgica et Materialia. Vol.36. 457-480 (1997)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura, H.B. Liu, A. Inoue and T. Masumoto: "Rapidly Solidified Power Metallurgy Al-Ti-Fe Alloys"Scripta Metallurgica et Materialia. Vol.37. 205-210 (1997)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura: "Development of Ultra-Clean Processing for Rapidly Solidified Powder Metallurgy and Synthesis of Advanced Materials"Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. Vol.44. 921-929 (1997)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura and Akihisa Inoue: "Elevated Tempearture Al-Ti-Fe-Cr Alloys Produced by Rapid Solidification"Proceedings of the 1998 Powder Metallurgy World Congress & Exhibition. Vol.5. 346-351 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohta, H. Iwata, M. Takagi, T. Imura, Y. Kawamura and A. Inoue: "Wear Resistance and Heat Resistance of Rapidly Solidified P/M Aluminum Alloys"Proceeding of the Special Symposium on Advanced Materials (SSAM-4). 95-98 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura, T. Masumoto, A. Inoue and T. Imura: "Consolidation of Amorphous Alloy Powders"Materia Japan. Vol.37. 133-141 (1998)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y., Kawamura, A. Kato, A. Inoue and T. masumoto: "Development of a Close Powder Metallurgy Processing and Synthesis of Nonequilibrium Materials with High Specific Strength"Materia Japan. Vol.37. 412-414 (1998)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohta, M. Takagi, T. Imura, Y. Kawamura and A.Inoue: "Wear Resistance of High Strength Powder Metallurgy Aluminum Alloys"Journal of the Japan Solciety of Powder and Powder Metallurgy. Vol.45. 590-595 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kimura, A. Inoue, K. Sasamori, Y. Kawamura, T. Ohnogi and K. Kita: "Mechanical Properties of Al-Cr-R (R=Ce, Mm) Powder Metallurgy Alloys"Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. Vol.45. 738-743 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kimura, A. Inoue, K. Sasamori, Y. Kawamura, T. Ohnogi and K. Kita: "Structure and Thermal Stability of Al-V-Fe-M (M=Ti, Cr, Si) Powder Metallurgy Alloys Containing Quasicrystals"Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. Vol.45. 817-823 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.V. Louzguine, Y. Kawamura and A. Inoue: "Production of Si_<55>Al_<20>Fe_<10>Ni_5Cr_5Zr_5 Bulk Amorphous Alloy by Hot Pressing"Materials Science and Technology. Vol.15. 583-585 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura, A. Inoue, M. Takagi, T. Imura and T. Masumoto: "Rapidly Solidified Powder Metallurgy Al-Ti-Fe-X Alloys"Scripta Metallurgica et Materialia. Vol.40. 1131-1137 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura, A. Inoue, M. Takagi and T. Imura: "Elevated-Temperature Al-Ti-Fe-Cr Alloys with High Ductility at High-Strain-Rate"Materials Transactions, JIM. Vol.40. 392-395 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohta, M. Takagi, T. Imura, Y. Kawamura and A. Inoue: "Wear Resistance and Thermal Stability of Rapidly Solidified Powder Metallurgy Al-Ti-Fe-TM Alloys"Journal fo the Japan Institute of Metals. Vol.6y3. 617-619 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura, H. Mano and A. Inoue: "Synthesis of ZrC/Zr_<55>Al_<10>Ni_5Cu_<30> Metallic-Glass Matrix Composite Powder by High Pressure Gas Atomization"Scripta Mater.. Vol.43. 1119-1124 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura, H. Mano and A. Inoue: "ZrC/Zr_<55>Al_<10>Ni_5Cu_<30> Metallic Glass Powders Produced by Gas Atomization"Proceedings of 2000 Powder Metallurgy World Congress. 1488-1491 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawamura, H. Mano and A. Inoue: "Nanocrystalline Aluminum Bulk Alloys Having a High Strength of 1420 MPa Produced by Consolidation of Amorphous Powders"Scripta, Mater. Vol.44. 1599-1604 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Takagi, H. Ohta, T. Imura, Y. Kawamura and A. Inoue: "Wear Properties of Nanocrystalline Aluminum Alloys and Their Composites"Scripta Mater. Vol.44. 2145-2148 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Inoue, Y. Kawamura, H.M. Kimura and H. Mano: "Nanocrystalline A1-Based Bulk Alloys with High Strength above 1000 MPa"Materials Science Forum. Vols.360-363. 129-136 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Nanocrystalline Aluminum Bulk Alloys Having a High Strength of 1420 MPa Produced by Consolidation of Amorphous Powders"Scripta Metall.Mater. 45(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "High Strength Nanocrystalline Mg-Al-Ca Alloys Produced by Rapidly Solidified Powder Metallurgy Processing"Materials Science Forum. 350-351. 111-116 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Rapidly Solidified Powder Metallurgy Al-Ti-Fe-X Alloys"Scripta Metall Mater.. 40. 1131-1137 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Elevated-Temperature Al-Ti-Fe-Cr Alloys with High Ductility at High-Strain-rate"Mater.Trans.,JIM. 40. 392-395 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 太田英伸: "急速凝固P/M Al-Ti-Fe-TM合金の耐摩耗性と耐熱性"日本金属学会誌. 63. 617-619 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] D.V.Louzguine: "Production of Si_<55>Al_<20>Fe_<10>Ni_5Cr_5Zr_5 Bulk Amorphous Alloys by Hot Pressing"Mater. Sci. Tech.. 15. 583-585 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakamura: "High-Strain-Rate Superplasticity in La_<55>Al_<25>Ni_<20> Metallic Glass"Mater. Sci. Forum. 304〜306. 379-384 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kawamura: "Superplastic forming of Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15> Metallic Glass"Mater. Sci. Forum. 304〜306. 373-378 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 河村能人: "クローズドP/Mプロセスの開発と高比強度非平衡材料の創製" 日本金属学会会報 まてりあ. 37. 412-414 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihito kawamura: "Rapidly Solidified Powder metallurgy Al-Ti-Fe-X Alloys" Scripta metall.Mater.(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihito Kawamura: "Elevated-Temperature Al-Ti-Fe-Cr Alloys with High Ductility at High-Strain-Rats" Mater.Trans.,JIM. 40(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihito Kawamura: "Elevated-Temperature Al-Ti-Fe-X Alloys Produced by Rapid Solidification" Proceedings of 1998 Powder Metallurgy World Congress. 5. 346-351 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 太田英伸: "高強度P/Mアルミニウム合金の摩耗特性" 粉体および粉末冶金. 45. 590-595 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 木村久道: "Al-Cr-R(R=Ce,Mm)系合金P/M材の機械的性質" 粉体および粉末冶金. 45. 738-743 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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