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希土類を必要としない超々高強度700MPaマグネシウム合金への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 17H03413
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

三浦 博己  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30219589)

研究分担者 小林 正和  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20378243)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
キーワードマグネシウム合金 / 多軸鍛造 / 超微細粒 / 高強度 / 非希土類元素 / 組織制御
研究成果の概要

降温多軸鍛造(dMDF)と冷間多軸鍛造(rMDF)の組み合わせプロセスによって、マグネシウム合金の超微細粒化と超高強度化を試みた。dMDF後にrMDFを施したところ、累積ひずみ増加とともに引張強度は増加し、AZ91Mg合金とAZX61Mg合金でそれぞれ最大引張強度580MPaと520MPaを達成した。しかし、700MPaには達成できなかった。この結果は、dMDF中に生成したβ相が変形双晶の発達を阻害し、結晶粒の超微細化を抑制したことによると判断された。さらに、超微細粒AZ80Mg合金の超塑性を利用した温間押出により、中空管を得て、最大引張強度414MPaを達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

希土類の添加を必要としない超高強度マグネシウム合金の開発は、我が国の材料戦略上極めて重要であり、特に超々ジュラルミン代替材として構造部材に適用できれば、我が国の新技術・新産業分野開拓に及ぼすインパクトは極めて大きい。 世界的に研究ブームとなっている巨大ひずみ加工を難加工材であるマグネシウム合金に適用し、これまでの2倍近い強度を達成する技術開発と材料組織設計は、学術的にも極めて波及効果が大きい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 10件、 招待講演 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 温間多軸鍛造 AZ80-Fマグネシウム合金の組織と機械的性質2020

    • 著者名/発表者名
      小林正和, 余田悠輔, 青葉知弥, 三浦博己
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 84 ページ: 190-199

    • NAID

      130007846049

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensile fracture behavior in wrought magnesium alloy fabricated by multi-directional forging technique2019

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, H.Miura, M.Kobayashi
    • 雑誌名

      International Journal of Innovations in Engineering and Technology (IJIET)

      巻: 13 ページ: 117-123

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superplasticity in a multi-directionally forged Mg-Li-Zn alloy2019

    • 著者名/発表者名
      A.Mehrabi, R.Mahmudi, H.Miura
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 765 ページ: 138274-138274

    • DOI

      10.1016/j.msea.2019.138274

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructure and mechanical properties of plates warm extruded AZ80Mg alloy fabricated by MDF in advance2018

    • 著者名/発表者名
      H. Miura , K. Minami, T. Aoba, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Procedia Manufacturing

      巻: 15 ページ: 1533-1540

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of internal inhomogeneous plastic strain during cold rolling of Al-Mg alloys2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Aoba, H. Miura
    • 雑誌名

      Procedia Manufacturing

      巻: 15 ページ: 161-167

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 降温多軸鍛造AZ80マグネシウム合金の衝撃破壊挙動2017

    • 著者名/発表者名
      Tani Hirotaka、Aoba Tomoya、Kobayashi Masakazu、Takahashi Akihiro、Miura Hiromi
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: 67 号: 8 ページ: 355-360

    • DOI

      10.2464/jilm.67.355

    • NAID

      130006107933

    • ISSN
      0451-5994, 1880-8018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strain-Rate and Temperature Dependences of Deformation Behavior of AZ61Mg Alloy Processed by Multi-directional Forging Under Decreasing Temperature Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe C.、Monzen R.、Ueji R.、Miura H.
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions A

      巻: 48 号: 11 ページ: 5368-5375

    • DOI

      10.1007/s11661-017-4303-7

    • NAID

      120006370945

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Multi-directional Forging of AZ80Mg Alloy Under Decreasing Temperature Conditions for Ultrafine-structure Evolution and High-strength Tube Forming2020

    • 著者名/発表者名
      H. Miura, M. Kobayashi
    • 学会等名
      International Conference on Plasticity, Damage, and Fracture 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DRFマグネシウム合金の疲労特性に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      荻堂盛彬,政木清孝,三浦博己,小林正和
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] “ヘテロナノ”超高強度合金材の開発とその特性, 国内発表・長野テクノ財団諏訪2019

    • 著者名/発表者名
      三浦博己
    • 学会等名
      長野テクノ財団諏訪講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 真空蒸留・押出加工法による超高純度マグネシウム板材の作製2019

    • 著者名/発表者名
      井上 誠,水原 啓斗,会田 哲夫,松澤 和夫,青柳 成俊,三浦 博己
    • 学会等名
      資源・素材学会 資源・素材2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Al-Ca-Sr-Mn系合金の真空蒸留・押出加工法による高純度マグネシウム板材の作製2019

    • 著者名/発表者名
      毛利拓哉,井上誠, 青柳成俊,三浦博己, 会田哲夫
    • 学会等名
      資源・素材学会 関西支部 第15回「若手研究者・学生のための研究発表会」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 微細Al31Fマグネシウム合金の静的再結晶における微視組織および機械的性質の変化2019

    • 著者名/発表者名
      池田光志,樫原恵蔵,青葉知弥,小林正和,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第第135回秋期大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Ultrafine-grained and High-strength Mg Alloy Tube by MDF and Warm Extrusion2019

    • 著者名/発表者名
      H. Miura, K. Minami, T. Aoba, and M. Kobayashi
    • 学会等名
      BIT's 5th Annual World Congress of Smart Materials-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanical Properties of Mg Alloys with Hetero-Nano or Homogeneous Ultrafine-Microstructures Developed by Multi-Directional Forging2019

    • 著者名/発表者名
      H. Miura
    • 学会等名
      Lectures, Politecnico di Milano
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical Properties of Mg Alloys with Hetero-Nano or Homogeneous Ultrafine-Microstructures Developed by Multi-Directional Forging2018

    • 著者名/発表者名
      H. Miura and M. Kobayashi
    • 学会等名
      International Symposium on Innovative Engineering 2018(ISIE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microstractural Evolution and Change in Mechanical Properties of Multi-Directionally Forged Al Alloy2018

    • 著者名/発表者名
      T. Aoba, M. Kobayashi
    • 学会等名
      The 16th edition of conference series rotating worldwide provides the leading international forum (ICAA16)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microstructure and mechanical properties of AZ80Mg plates fabricated by combined multi-directional forging and warm extrusion2018

    • 著者名/発表者名
      H. Miura, K. Minami, T. Aoba, M. Kobayashi and J. J. Jonas
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Fundamental Research for Science and Technology 2018 (GEMS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tensile Properties and Microstructure Evolution by MDFed AZ31 Magnesium Alloy2018

    • 著者名/発表者名
      4.M.Ohara, A.Takahashi, N.Yamamoto, M.Fukuda, H.Miura and M.Kobayashi
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Fundamental Research for Science and Technology 2018 (GEMS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Warm extrusion of ultrafine-grained Mg alloys fabricated by MDF2018

    • 著者名/発表者名
      H. Miura
    • 学会等名
      Materials Science and Engineering (MSE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-directional forging and warm extrusion of AZ80 Mg alloy2018

    • 著者名/発表者名
      H. Miura , K. Minami, T. Aoba, M. Kobayashi
    • 学会等名
      The 5th International Conference on New Forming Technology (ICNFT 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recycling of high purity magnesium sheet from Mg-Al-Ca system alloy by vacuum distillation and extrusion2018

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue, T. Mouri,, N. Aoyagi, T. Aida and H. Miura
    • 学会等名
      7th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射光X線CTによるAl-Mg合金の冷間圧延に おける内部局所塑性ひずみ分布評価2018

    • 著者名/発表者名
      小林正和,青葉知弥,三浦博己
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会2018年第175回春季講演大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多軸鍛造加工を施したAl-Mg-Sc系合金の変形挙動のひずみ速度・温度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      澤秀太郎, 渡辺千尋, 門前亮一, 青葉知弥, 三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第第134回春期大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多軸鍛造Al-Mg合金の組織と機械的性質2018

    • 著者名/発表者名
      青葉知弥,小林正和,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第第134回春期大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Al-5%Mg-2%Si鋳造合金のミクロ組織と力学特性2018

    • 著者名/発表者名
      谷口皓平,古田将吾,小林正和,青葉知弥,三浦博己
    • 学会等名
      日本鋳造工学会第171回全国講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微細Al31Fマグネシウム合金の静的再結晶における微視組織および機械的性質の変化2018

    • 著者名/発表者名
      池田光志,樫原恵蔵,青葉知弥,小林正和,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第第135回秋期大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] SrおよびP添加により共晶Si粒子を変化させたAl-7%Si鋳造合金の力学特性調査2018

    • 著者名/発表者名
      小林正和,谷口皓平,古田将吾,青葉知弥,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第第135回秋期大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Al-Ca-Sr-Mn系合金の真空蒸留・押出加工法による高純度マグネシウム板材の作製2018

    • 著者名/発表者名
      毛利拓哉,井上誠, 青柳成俊,三浦博己, 会田哲夫
    • 学会等名
      資源・素材学会 関西支部 第15回「若手研究者・学生のための研究発表会」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DRF加工されたマグネシウム合金の疲労特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      荻堂盛彬,政木清孝,三浦博己,小林正和
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放射光X線CTによるAl-Mg合金の冷間圧延における内部局所塑性ひずみ分布評価2018

    • 著者名/発表者名
      小林正和,青葉知弥,三浦博己
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会2018年第175回春季講演大会シンポ ジウム 茨城県中性子利用促進研究会平成29年度集合組織分科会「材料強度特 性のミクロ組織メカニクス―X線・中性子の新しい視点―」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Internal Local strain distribution during cold rolling in Al-Mg alloys2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, M. Nakayama, T. Aoba and H. Miura
    • 学会等名
      The International Workshop on Fundamental Research for Science and Technology 2017 (GEMS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of inhomogeneous deformation and microstructure during cold rolling in Al-Mg alloys by using 3D marker tracking method2017

    • 著者名/発表者名
      M.Kobayashi, M.Nakayama, T.Aoba and H.Miura
    • 学会等名
      Proceedings of the 18th International Conference on Textures of Materials (ICOTOM-18)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Al-10%Si鋳造合金の熱処理におけるSi粒子形態変化と力学特性2017

    • 著者名/発表者名
      青葉知弥,小林正和,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第第132回春期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Al-Mg合金の冷間圧延における局所ひずみ分布に対するMg量の影響2017

    • 著者名/発表者名
      中山将徳,小林正和,青葉知弥,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第第132回春期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冷間多軸鍛造を施したAl-Zn-Mg 系合金の強度と環境疲労特性2017

    • 著者名/発表者名
      小林正和,上野宗太郎,青葉知弥,三浦博己
    • 学会等名
      日本金属学会2017年第161回秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超微細粒Al-Mg-Sc 合金の変形挙動のひずみ速度・温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺千尋,門前亮一,青葉知弥,三浦博己
    • 学会等名
      日本金属学会2017年第161回秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mg量の異なるAl-Mg合金の冷間圧延における内部局所塑性ひずみ分布2017

    • 著者名/発表者名
      小林正和,青葉知弥,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会主催第2回「アルミニウムの再結晶集合組織形成モデル化研究部会」公開講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多軸鍛造を施したAl-Mg-Zn合金の機械的性質2017

    • 著者名/発表者名
      青葉知弥,小林正和,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第第133回秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 降温多軸鍛造AZ61Mg合金の衝撃破壊挙動に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤哲郎,青葉知弥,小林正和,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会東海支部 特別講演会およびポスター講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 降温多軸鍛造で作製した超微細粒AZ80Mg合金の押出成形に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      南佳一郎,青葉知弥,小林正和,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会東海支部 特別講演会およびポスター講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] AM60マグネシウム合金の真空蒸留・塑性加工法による高純度マグネシウム板材の作製2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯蘭,井上誠,三浦博己
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成29年度総会・連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Al-Ca系合金の真空蒸留・押出加工法による高純度マグネシウム板材の作製2017

    • 著者名/発表者名
      毛利拓哉,井上誠,青柳成俊,三浦博己,会田哲夫
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成29年度総会・連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 高強度マテリアル開発・評価研究室 研究テーマ

    • URL

      http://www.str.me.tut.ac.jp/about.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [産業財産権] 高強度棒状マグネシウム合金の製造方法2019

    • 発明者名
      三浦博己, 川本忠 博、冨樫博巳
    • 権利者名
      三浦博己, 川本忠 博、冨樫博巳
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-023155
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 高強度棒状マグネシウム合金の製造方法2019

    • 発明者名
      三浦博己, 川本忠博、冨樫博巳
    • 権利者名
      三浦博己, 川本忠博、冨樫博巳
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-023155
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-03-04  

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