| 研究課題/領域番号 |
17K06854
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・組織制御工学
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
伊藤 吾朗 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (80158758)
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| 研究分担者 |
岩本 知広 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (60311635)
倉本 繁 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10292773)
小林 純也 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 助教 (20735104)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 7000系アルミニウム合金 / 時効析出 / 粒界 / 粒内 / 水素脆性 / 強度 / 応力腐食割れ / アルミニウム合金 / 析出強化 / 結晶粒界 / 析出組織制御 / 粒界形状制御 / ステップクェンチ処理 / ひずみ誘起粒界移動 / 粒界析出 / 焼入れ / 水素脆化 / 無析出帯 / 析出 / 組織制御 |
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| 研究成果の概要 |
析出強化型でアルミニウム中最高強度を示すAl-Zn-Mg系合金では、粒界析出組織を粗くすることによりこの合金の欠点である応力腐食割れと水素脆性を軽減できることが知られているが、これまでの過時効を利用する方法では、強度の低下を招く。本研究では、粒界の方が粒内よりも析出が先行することを利用し、焼入れ途中に、粒界だけに析出を起こさせるステップ・クェンチ処理を180℃～300℃で行うことにより、粒界析出組織だけを粗くし、粒内析出組織をピーク時効と同等に微細にすることを試みた。その結果、耐応力腐食割れ性・耐水素脆化性が過時効処理材と同程度に高く、かつ強度損失のない材料を調製することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで長年にわたり粒内の析出組織の解析にのみ注目が集まり、粒界析出組織は、好ましくないものの粒内析出に伴い不可避的に決まるものとして、その制御がほとんど諦められてきた。しかし本研究では析出相の核生成に関する理論に基づき、析出組織を粒界と粒内別々に制御できることを示した点に、大きな学術的意義がある。一方、これまで水素脆性が懸念され最高強度状態での使用が制限されてきたAl-Zn-Mg系合金において、強度と耐水素脆化性の最善の状態での使用が可能となることを見出した社会的意義も大きい。
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