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非一様温度・ひずみ速度場を利用したダイレス引抜きによるMg合金の結晶組織制御法

研究課題

研究課題/領域番号 19H02476
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26050:材料加工および組織制御関連
研究機関東京大学

研究代表者

古島 剛  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (30444938)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワードダイレス引抜き / マグネシウム合金 / 結晶組織制御 / その場観察 / 生体吸収性材料 / マグネシウム合金管 / 塑性加工 / 非一様場 / マグネシウム
研究開始時の研究の概要

輸送機器の軽量化や生体吸収性材料として用いられるマグネシウム合金(Mg)合金の低強度・低延性化・低腐食性を解決する手法として結晶組織制御が有効である.本研究は,局所加熱,引張変形と被加工材の移動によって非一様の温度場・ひずみ速度場・ひずみ場を実現するダイレス引抜き法における双晶誘起動的再結晶を基にした組織制御法を開発する.非一様場の環境下で塑性変形と双晶形成に伴う動的再結晶の進展を,局所加熱顕微鏡下のその場観察によって明らかにする.非一様場環境下における組織形成メカニズムを解明し,ダイレス引抜きによるMg合金の組織制御法を確立し,高強度・高延性・高耐腐食性を持つ高性能Mg合金極細管を創製する.

研究成果の概要

本研究ではダイレス引抜きで見られる特徴的な「非一様場」における塑性変形現象に着目し,非一様な温度場・ひずみ速度場・ひずみ場によって誘発される新たな塑性加工法+双晶誘起の結晶組織制御法の開発を行った.意図的な非一様な温度場・ひずみ速度場・ひずみ場を作り出し,塑性変形と結晶組織変化を連続観察し,非一様な温度場・ひずみ速度場・ひずみ場における塑性変形と双晶の形成に伴う結晶組織制御法の提案とそのメカニズムの解明する.またそれらを応用したダイレス引抜きによる微細結晶粒を有する高性能極細マグネシウム合金管材の創製法の開発を実現する.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した結晶組織制御法に基づくダイレス引抜き加工方法は,血管狭窄症などを治癒する生体吸収性マグネシウムステントに応用することが可能である.血管内で治癒後にステントが分解されるため,ステント除去の再手術が不要であり,患者のクオリティライフの向上に寄与できる.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Continuous observation of twinning and dynamic recrystallization in ZM21 magnesium alloy tubes during locally heated dieless drawing2022

    • 著者名/発表者名
      Du Peihua、Furusawa Shusaku、Furushima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Magnesium and Alloys

      巻: 10 号: 3 ページ: 730-742

    • DOI

      10.1016/j.jma.2021.06.001

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of microstructure on outer surface roughening of magnesium alloy tubes in die-less mandrel drawing2022

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Takuma、Du Peihua、Furushima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Magnesium and Alloys

      巻: 10 号: 10 ページ: 2730-2744

    • DOI

      10.1016/j.jma.2022.02.001

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Temperature Tensile Testing of Micro-scaled Metal Foils Using Rectangular Samples by Resistance Heating-Assisted System Incorporating Digital Image Correlation with Laser Speckles2022

    • 著者名/発表者名
      Zheng Qiu、Furushima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Engineering and Performance

      巻: - 号: 19 ページ: 8767-8774

    • DOI

      10.1007/s11665-022-07758-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of high-temperature tensile behavior for metal foils by a novel resistance heating assisted tensile testing system using samples with optimized structures2021

    • 著者名/発表者名
      Zheng Qiu、Furushima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science & Technology

      巻: 94 ページ: 216-229

    • DOI

      10.1016/j.jmst.2021.03.061

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and performance of biodegradable magnesium alloy tubes fabricated by local-heating-assisted dieless drawing2020

    • 著者名/発表者名
      Du Peihua、Furusawa Shusaku、Furushima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Magnesium and Alloys

      巻: 8 号: 3 ページ: 614-623

    • DOI

      10.1016/j.jma.2020.05.009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of uniform plastic deformation for pure titanium foils by applying pre-strain combining with resistance heating method for microforming2020

    • 著者名/発表者名
      Zheng Qiu、Furushima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research and Technology

      巻: 9 号: 6 ページ: 12685-12696

    • DOI

      10.1016/j.jmrt.2020.08.108

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] セミダイレス引抜きと空引きの複合プロセスによる薄肉・平滑な表面を有する生体吸収性マグネシウム合金管の創製2022

    • 著者名/発表者名
      117)岸本拓磨,古島剛
    • 学会等名
      日本塑性加工学会2022年度 塑性加工春季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of high-temperature tensile testing system incorporating digital image correlation with laser speckles for micro-scaled metal foils2021

    • 著者名/発表者名
      Qiu Zheng, Tsuyoshi Furushima
    • 学会等名
      The 13th Asian Workshop on Micro/Nano Forming Technology (AWMFT2021) and The 3rd Asian Pacific Symposium on Technology of Plasticity (APSTP2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マグネシウム合金管のセミダイレス引抜きにおける外面の表面あれ進展挙動2021

    • 著者名/発表者名
      岸本拓磨,P. Du,古島剛
    • 学会等名
      日本塑性加工学会第72回塑性加工連合講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダイレスフォーミングによる難加工性マグネシウム合金極細薄肉管の創製と医療用分解性ステント形状の創成2021

    • 著者名/発表者名
      古島 剛
    • 学会等名
      日本塑性加工学会関西支部2021年度総会第57期総会・支部講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 変形加工学研究室Website

    • URL

      https://www.furulab.iis.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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