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マグネシウム合金鋳造品の凝固組織微細化技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 11225211
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関千葉工業大学

研究代表者

茂木 徹一  千葉工業大学, 工学部, 教授 (00083824)

研究分担者 田村 洋介  千葉工業大学, 工学部, 講師 (40316807)
佐藤 英一郎  千葉工業大学, 工学部, 教授 (60083820)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
27,600千円 (直接経費: 27,600千円)
2002年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2001年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2000年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1999年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
キーワードAZ91マグネシウム合金 / セミソリッド鋳造法 / 結晶粒微細化 / 連続鋳造 / スラリー / 傾斜冷却版 / 鉄 / 磁場 / マグネシウム / リサイクル / 溶解度 / 高純度 / 分離 / 電解マグネシウム / 組織観察 / マグネシウム合金 / セミソリッド / 鋳造組織 / ビレット / チクソキャスティング / 高圧鋳造 / 凝固 / デンドライト / 過熱処理 / 接種法 / 異質核形成
研究概要

本研究では,セミソリッド鋳造法によるAZ91マグネシウム合金の凝固組織微細化と微細凝固組織から成るビレットの連続鋳造について検討した。また結晶粒微細化技術の信頼性を高めるため,不純物元素である鉄を磁場により除去する方法を検討した。
本セミソリッド鋳造法の特徴は,装置に取り付けられた傾斜冷却板によってスラリーを作ることである。冷却板上に溶湯を鋳込むと,冷却板上を溶湯が流下する過程で多数の初晶が晶出し,冷却板の一端に置かれている予熱された型にスラリーとして流下する。本研究では,スラリーを型の中で一定時間保持し,型に入れたまま水冷凝固した。そして凝固組織観察によって,鋳造温度878K,傾斜冷却板長さ200mm,傾斜冷却板角度60度に設定した場合に最も微細な凝固組織(平均粒径60μm)となることを明らかにした。さらに連続鋳造による鋳塊の作製を試み,直径40mm,長さ600mmのビレットを得ることに成功した。
マグネシウムにおける鉄の溶解度は,973Kで0.01%程度であり,不純物元素として存在する鉄の多くは溶湯中で遊離している。そこで磁場を利用して鉄を分離する方法を検討した。973KのMg-0.05mass%Fe合金溶湯中に電磁石鉄心を挿入し,そのまま凝固させて鋳塊試料を得た。そして凝固組織観察を通じて鋳塊における鉄の分布を調べ,磁場によりマグネシウム中に鉄の凝集した部位が生じることを示唆した。

報告書

(5件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (43件)

  • [文献書誌] Y.Tamura: "Observation of Manganese-Bearing Particles in Molten AZ91 Magnesium Alloy by Rapid Solidification"Materials Transactions. 44. 552-557 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tamura: "Manganese-Bearing Particles in Liquid AZ91 Magnesium Alloy"Materials Science Forum. 419-422. 703-706 (2003)

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  • [文献書誌] T.Haitani: "Solubility of Iron in Pure Magnesium and Cast Structure of Mg-Fe Alloy"Materials Science Forum. 419-422. 697-702 (2003)

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  • [文献書誌] T.Motegi: "Continuous Casting of Semisolid Mg-Al-Zn Alloy"Materials Science Forum. 419-422. 605-610 (2003)

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  • [文献書誌] E.Yano: "Effect of Carbon Powder on Grain Refinement of an AZ91E Magnesium Alloy"Materials Transactions. 44. 107-110 (2003)

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  • [文献書誌] Y.Tamura: "Grain Refinement of High-Purity Mg-Al Alloy Ingots and Influences of Minor Amounts of Iron and Manganese on Cast Grain Size"Materials Transactions. 43. 2784-2788 (2002)

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  • [文献書誌] T.Motegi: "Continuous Casting of Semisolid Mg-9%Al-1%Zn Alloy"Proceedings of the 7-th International Conference Semi-Solid Processing of Alloys and Composites. 831-836 (2002)

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  • [文献書誌] 矢野英治: "傾斜冷却板を用いたAZ91Dマグネシウム合金の半溶融鋳造"日本金属学会誌. 66. 1131-1134 (2002)

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  • [文献書誌] 灰谷直: "純マグネシウムおよびMg-Al合金溶湯における鉄の溶解度"軽金属. 52. 591-597 (2002)

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  • [文献書誌] T.Motegi: "New Grain Refiner for Mg-Al-Zn Alloys"The Fourth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM4). 107-110 (2001)

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  • [文献書誌] 矢野英治: "AZ91マグネシウム合金の過熱処理による結晶粒微細化機構"軽金属. 51. 594-598 (2001)

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  • [文献書誌] 矢野英治: "AZ91マグネシウム合金の結晶粒微細化に及ぼす炭素粉末添加効果"軽金属. 51. 599-603 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Tamura: "Effect of Minor Elements on Grain Size of Mg-9%Al Alloy"Materials Science Forum. 350-351. 199-204 (2000)

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  • [文献書誌] T.Motegi: "Clarification of Grain Refining Mechanisms of Superheat-treated Mg-Al-Zn Alloy Castings"Materials Science Forum. 350-351. 191-198 (2000)

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  • [文献書誌] T.Motegi: "New Casting Process of Semisolid Mg-Al-Zn Alloy"Proceeding of International Conference of THRMEC 2000. 129-131 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Tamura: "Observation of Manganese-Bearing Particles in Molten AZ91 Magnesium Alloy by Rapid Solidification"Materials Transactions. 44. 552-557 (2003)

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  • [文献書誌] Y.Tamura: "Mangancse-Bearing Particles in Liquid AZ91 Magnesium Alloy"Materials Science Forum. Vol.419-422. 703-706 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Haitani: "Solubility of Iron in Purc Magnesium and Cast Structure of Mg-Fe Alloy"Materials Science Forum. Vol.419-422. 697-702 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Motegi: "Continuous Casting of Semisolid Mg-Al-Zn Alloy"Materials Science Forum. Vol.419-422. 605-610 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Yano: "Effect of Carbon Powder on Grain Refinement of an AZ91E Magnesium Alloy"Materials Transactions. Vol.44. 107-110 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tamura: "Grain Refinement of High-Purity Mg-Al Alloy Ingots and Influences of Minor Amounts of Iron and Manganese on Cast Grain Size"Materials Transactions. Vol.43. 2784-2788 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Motegi: "Continuous Casting of Semisolid Mg-9%Al-1%Zn Alloy"Proceedings of the 7-th International Conference Semi-Solid Processing of Alloys and Composites. 831-836 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Yano: "Semisolid Casting of Magnesium Alloy AZ91D Using Inclined Cooling Plate"Journal of Japan Institute of Metals. Vol.66. 1131-1134 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Haitani: "Solubility of Iron in Pure Magnesium and Mg-Al Alloy melts"Journal of Japan Institute of Light Metals. Vol.52. 591-597 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Motegi: "New Grain Refiner for Mg-Al-Zn Alloys"The Fourth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM4). 107-110 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Yano: "Grain Refining Mechanism of Cast Magnesium Alloy AZ91 by Superheat Treatment"Journal of Japan Institute of Light Metals. Vol.51. 594-598 (2001)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tamura: "Effect of Minor Elements on Grain Size of Mg-9%Al Alloy"Materials Science Forum. Vol.350-351. 199-204 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Motegi: "Clarification of Grain Refining Mechanisms of Superheat-treated Mg-Al-Zn Alloy Castings"Materials Science Forum. Vol.350-351. 191-198 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Motegi: "New Casting Process of Semisolid Mg-Al-Zn Alloy"Proceeding of International Conference of THRMEC. 129-131 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tamura, T.Haitani, J.Yagi, T.Motegi, N.Kono, H.Saito: "Observation of Manganese-Bearing Particles in Molten AZ91 Magnesium Alloy by Rapid Solidification"Materials Transactions. Vol.44・No.4(掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Haitani, Y.Tamura, T.Motegi, N.Kono, H.Tamehiro: "Solubility of Iron in Pure Magnesium and Cast Structure of Mg-Fe Alloy"Materials Science Forum. Vol.419-422. 697-701 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tamura, J.Yagi, T.Motegi N.Kono, H.Tamehiro: "Manganese-Bearing Particles in Liquid AZ91 Magnesium Alloy"Materials Science Forum. Vol.419-422. 703-705 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 灰谷, 田村, 茂木, 河野, 佐藤: "純マグネシウムおよびMg-Al合金溶湯における鉄の溶解度"軽金属. 52巻・12号. 591-597 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tamura, T.Haitani, E.Yano, T.Motegi, N.Kono, E.Sato: "Grain Refinement of High-Purity Mg-Al Alloy Ingots and Influences of Minor Amounts of Iron and Manganese on Cast Grain Size"Materials Transactions. Vol.43・No.11. 2784-2788 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 灰谷直, 田村洋介, 茂木徹一, 河野紀雄, 佐藤英一郎: "高純度Mg-9%Al合金鋳塊の結晶粒微細化機構と結晶粒径に及ぼす微量FeおよびMnの影響"軽金属. 51巻8号. 403-408 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 茂木徹一, 矢野英治, 西川直樹: "New Casting Process of Semisolid Mg-Al-Zn Alloy"Proceedings of International Conference of THERMEC 2001. 129-135 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 茂木徹一, 矢野英治, 西川直樹: "New Semisolid Process of Magnesium Alloys"Proceedings of 2nd International Conference of Light Materials for Transportation Systems. 1巻. 185-190 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 矢野英治, 田村洋介, 茂木徹一, 佐藤英一郎: "AZ91マグネシウム合金の結晶粒微細化に及ぼす炭素粉末添加効果"軽金属. 51巻11号. 599-603 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 茂木徹一: "New Semi Solid Mg-Al-Zn Alloy Casting Process"THERMEC 2000. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 西川直樹,茂木徹一: "AZ91Dマグネシウム合金の傾斜冷却板を用いた半溶融凝固"日本金属学会講演概要集. 391-391 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 田村,茂木,佐藤: "Effect of Minor Elements on Grain Size of Mg-9%Al Alloy"Materials Science Forum. 350. 199-204 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 茂木,矢野,田村,佐藤: "Clarification of Grain Refining Mechanisms of Superheat-treated Mg-Al-Zn Alloy Castings"Materials Science Forum. 350. 191-198 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 茂木徹一: "過熱処理したAZ91Eマグネシウム合金の結晶粒微細化"軽金属学会98回講演概要集. (発表予定). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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