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高精度衝撃変形応答解析に基づくマグネシウム合金のマイクロクラック形成機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 21360347
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
研究機関神戸大学 (2010-2011)
独立行政法人物質・材料研究機構 (2009)

研究代表者

向井 敏司  神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40254429)

研究分担者 染川 英俊  独立行政法人物質・材料研究機構, 元素戦略材料センター, 主任研究員 (50391222)
連携研究者 小池 淳一  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10261588)
研究協力者 シン アロック  独立行政法人物質・材料研究機構, 元素戦略材料センター, 主席研究員 (60354213)
渡辺 博行  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 加工技術研究部, 研究主任 (90416339)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2010年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2009年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードマグネシウム合金 / 高速変形 / せん断変形 / 変形双晶 / 溶質原子 / ひずみ速度依存性 / 非底面すべり変形 / せん断帯 / マイクロクラック
研究概要

結晶方向が揃いやすいマグネシウム押出材について、一軸高速圧縮および引張試験を行い、FEMによりせん断試験片形状を設計した。押出方向に対して異なる角度からせん断試験片を採取し、高ひずみ速度にて2面せん断試験を実施した。その結果、せん断応力ならびに破壊が生じるせん断ひずみは採取方向に依存して大きく変化したことから、マグネシウムのマイクロクラック形成頻度は底面の配向度に強く依存していることが明らかとなった。この傾向は底面配向度を低減した高強度合金が比較的高い靱性値を示すことに対応している。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (64件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (38件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Rate-dependent hardening due to twinning in an ultrafine-grained magnesium alloy Original Research Article2012

    • 著者名/発表者名
      Bin Li、Shailendra P. Joshi、O. Almagri, 、Q. Ma、K. T. Ramesh、向井敏司
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 60巻 ページ: 1818-1826

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of High Strength and Toughness Magnesium Alloy by Grain Boundary Control2012

    • 著者名/発表者名
      染川英俊、Alok SINGH、井上忠信、向井敏司
    • 雑誌名

      Magnesium Technology 2012, TMS

      ページ: 345-347

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FORMATION OF NANO-SCALE TWINS AND LOW ANGLE GRAIN BOUNDARIES DURING FRACTURE OF A FINE GRAINED MAGNESIUM ALLOYS2012

    • 著者名/発表者名
      Alok Singh、染川英俊、向井敏司
    • 雑誌名

      Magnesium Technology 2012, TMS

      ページ: 93-97

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FORMATION OF NANO-SCALE TWINS AND LOW ANGLE GRAIN BOUNDARIES DURING FRACTURE OF A FINE GRAINED MAGNESIUM ALLOYS2012

    • 著者名/発表者名
      Alok Singh, Hidetoshi Somekawa, Toshiji Mukai
    • 雑誌名

      Magnesium Technology 2012, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society)

      ページ: 93-97

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of High Strength and Toughness Magnesium Alloy by Grain Boundary Control2012

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi SOMEKAWA, Alok SINGH Tadanobu INOUE, Toshiji MUKAI
    • 雑誌名

      Magnesium Technology 2012, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society)

      ページ: 345-347

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      2011 実績報告書
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  • [雑誌論文] Rate-dependent hardening due to twinning in an ultrafine-grained magnesium alloy Original Research Article2012

    • 著者名/発表者名
      Bin Li, Shailendra R.Joshi, O.Almagri, Q.Ma, K.T.Ramesh, T.Mukai
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 60 ページ: 1818-1826

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  • [雑誌論文] Ultra-fine grain size and isotropic very high strength by direct extrusion of chill-cast Mg-Zn-Y alloys containing quasicrystal phase2011

    • 著者名/発表者名
      Singh Alok、大澤嘉昭、染川英俊、向井敏司
    • 雑誌名

      SCRIPTA MATERIALIA

      巻: 64巻 号: 7 ページ: 661-664

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2010.12.016

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  • [雑誌論文] 構造用途に向けたマグネシウム合金の適用課題~ねばり強くするために~2011

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、丸山典夫
    • 雑誌名

      工業材料

      巻: 59巻 ページ: 62-66

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    • 著者名/発表者名
      染川英俊、井上忠信、Singh, A、向井敏司
    • 雑誌名

      METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

      巻: 42A巻 号: 8 ページ: 2475-2480

    • DOI

      10.1007/s11661-011-0642-y

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  • [雑誌論文] Ultra-fine grain size and isotiopic very high strength by direct extrusion of chill-cast Mg-Zn-Y alloys containing quasicrystal phase2011

    • 著者名/発表者名
      Singh Alok; Osawa Yoshiaki; Somekawa H.; Mukai T
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      巻: 64 ページ: 661-664

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    • 著者名/発表者名
      染川英俊、向井敏司
    • 雑誌名

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      巻: 90巻 ページ: 883-890

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      渡邉博行、福角雅男、染川英俊、向井敏司
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      MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A

      巻: 527巻 ページ: 6350-6358

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    • 著者名/発表者名
      染川英俊、A. Singh、井上忠信、向井敏司
    • 雑誌名

      ADVANCED ENGINEERING MATERIALS

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    • 著者名/発表者名
      染川英俊、中島清美、A. Singh、向井敏司
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      PHILOSOPHICAL MAGAZINE LETTERS

      巻: 90巻 ページ: 831-839

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  • [雑誌論文] Deformation mechanism near crack-tip by finite element analysis and microstructure observation in magnesium alloys2010

    • 著者名/発表者名
      染川英俊、井上忠信、向井敏司
    • 雑誌名

      Properties Microstructure and Processing

      巻: 527巻 ページ: 1761-1768

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      2011 研究成果報告書
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  • [雑誌論文] Strengthening Mg. Al. Zn alloy by repetitive oblique shear strain with caliber roll2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、井上忠信、A. Singh
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 62巻 ページ: 113-116

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  • [雑誌論文] Ductile fracture mechanism in fine-grained magnesium alloy2010

    • 著者名/発表者名
      H.Somekawa, K.Nakajima, A.Singh, T.Mukai
    • 雑誌名

      PHILOSOPHICAL MAGAZINE LETTERS

      巻: 90 ページ: 831-839

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      2010 実績報告書
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  • [雑誌論文] Enhancing Fracture Toughness of Magnesium Alloy by Formation of Low-Angle Grain Boundary Structure2010

    • 著者名/発表者名
      H.Somekawa, A.Singh, T.Inoue, T.Mukai
    • 雑誌名

      ADVANCED ENGINEERING MATERIALS

      巻: 12 ページ: 837-842

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      2010 実績報告書
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  • [雑誌論文] Texture and mechanical properties of superplastically deformed magnesium alloy rod2010

    • 著者名/発表者名
      H.Watanabe, M.Fukusumi, H. Somekawa, T.Mukai
    • 雑誌名

      MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A

      巻: 527 ページ: 6350-6358

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  • [雑誌論文] Nanoindentation creep behavior of grain boundary in pure magnesium2010

    • 著者名/発表者名
      H.Somekawa, T.Mukai
    • 雑誌名

      PHILOSOPHICAL MAGAZINE LETTERS

      巻: 90 ページ: 883-890

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  • [雑誌論文] Strengthening Mg-Al-Zn alloy by repetitive oblique shear strain with caliber roll2010

    • 著者名/発表者名
      T.Mukai, H.Somekawa, T.Inoue, A.Singh
    • 雑誌名

      Scripta Materialia 62

      ページ: 113-116

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  • [雑誌論文] Deformation mechanism near crack-tip by finite element analysis and microstructure observation in magnesium alloys2010

    • 著者名/発表者名
      H.Somekawa, T.Inoue, T.Mukai
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A-Structural Mater.Properties Microstructure and Processing 527

      ページ: 1761-1768

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    • 著者名/発表者名
      寺田知史、向井敏司
    • 学会等名
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    • 発表場所
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    • 著者名/発表者名
      長尾昌樹、染川英俊、向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2012年春期大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-03-29
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  • [学会発表] Mg-Y二元合金の高速変形応答2012

    • 著者名/発表者名
      長尾昌樹, 染川英俊, 向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2012年春期大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-03-29
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  • [学会発表] 純マグネシウムのホール・ペッチ則に及ぼすひずみ速度の影響2012

    • 著者名/発表者名
      寺田知史, 向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2012年春期大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-03-29
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  • [学会発表] 添加元素の有効活用によるマグネシウム合金の高性能化2012

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      第21回けいはんな新産業創出交流センターシーズフォーラム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2012-02-02
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  • [学会発表] 添加元素の有効活用によるマグネシウム合金の高性能化2012

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      第21回けいはんな新産業創出交流センターシーズフォーラム
    • 発表場所
      関西経済連合会(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-02
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  • [学会発表] 用途拡大に向けた軽金属材料の結晶組織設計2011

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      第246回材料力学談話会「材料力学分野のこれから」
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-12-16
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  • [学会発表] 用途拡大に向けた軽金属材料の結晶組織設計2011

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      第246回材料力学談話会「材料力学分野のこれから」
    • 発表場所
      大阪科学技術センター(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-16
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  • [学会発表] Possibility for development of high strength and toughness magnesium alloys2011

    • 著者名/発表者名
      染川英俊、向井敏司
    • 学会等名
      The 4^<th> Asian Symposium on Magnesium Alloys
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2011-10-03
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      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Possibility for development of high strength and toughness magnesium alloys2011

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Somekawa, Toshiji Mukai
    • 学会等名
      The 4^<th> Asian Symposium on Magnesium Alloys
    • 発表場所
      Busan, Korea(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-03
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  • [学会発表] Strengthening Mg-Al-Zn Alloys by Severe Plastic Rolling2011

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、Alok Singh、井上忠信
    • 学会等名
      JEME-MMD
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-09-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of High Strength and Toughness Magnesium Alloys by Microstructural Controls2011

    • 著者名/発表者名
      染川英俊、向井敏司
    • 学会等名
      JEME-MMD
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-09-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of High strength and Toughness Magnesium Alloys by Microstructural Controls2011

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Somekawa, Toshiji Mukai
    • 学会等名
      ATEM'11, OS19, JEME-MMD
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2011-09-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Strengthening Mg-Al-Zn Alloys by Severe Plastic Rolling2011

    • 著者名/発表者名
      ToshijiMukai, Hidetoshi Somekawa, Alok Singh, Tadanobu Inoue
    • 学会等名
      ATEM'11, OS19, JEME-MMD
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2011-09-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 構造用途に向けたマグネシウム合金の結晶粒微細化2011

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      第146回超塑性研究「先進マグネシウム合金の展開」
    • 発表場所
      習志野
    • 年月日
      2011-06-11
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 構造用途に向けたマグネシウム合金の結晶粒微細化2011

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      第146回超塑性研究「先進マグネシウム合金の展開」
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 結晶粒組織改良によるMg合金の強度-延性-靱性バランス改善2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、Alok Singh、井上忠信
    • 学会等名
      第19回素材工学研究懇談会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-11-17
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  • [学会発表] 結晶粒組織改良によるMg合金の強度-延性-靭性バランス改善2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      第19回素材工学研究懇談会
    • 発表場所
      東北大学さくらホール(宮城県)(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-17
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  • [学会発表] Grain Refinement of Mg-Al-Zn Alloy by Repetitive Oblique Shear Strain2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、Alok Singh、井上忠信
    • 学会等名
      KIM-JIM JOINT SYMPOSIUM
    • 発表場所
      Changwon, S. Korea
    • 年月日
      2010-11-04
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      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Grain Refinement of Mg-Al-Zn Alloy by Repetitive Oblique Shear Strain2010

    • 著者名/発表者名
      Thshiji Mukai, Hidetoshi Somekawa, Alok Singh, Tadanobu Inoue
    • 学会等名
      KIM-JIM JOINT SYMPOSIUM
    • 発表場所
      Changwon Convention Center, S.Korea(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-04
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    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      4th International Conference on Magnesium
    • 発表場所
      Qingdao, P. R. China
    • 年月日
      2010-09-27
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  • [学会発表] Grain refinement of magnesium alloys for improving mechanical performance2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Mukai
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2010, SYMPOSIUM E 4th International Conference on Magnesium
    • 発表場所
      Qingdao Convention Center, P.R.China(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-27
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  • [学会発表] 希土類添加によるマグネシウム展伸材の組織制御と機械的性質改善2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2010年秋期大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
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  • [学会発表] 希土類添加によるマグネシウム展伸材の組織制御と機械的性質改善2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2010年秋期大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-25
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      2010 実績報告書
  • [学会発表] Strengthening Mg alloys with enhancing their ductility and toughness2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、Alok Singh
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Science and Technology of Advanced Ceramics
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-06-22
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      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Strengthening Mg alloys with enhancing their ductility and toughness2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Mukai, Hidetoshi Somekawa, Alok Singh
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Science and Technology of Advanced Ceramics
    • 発表場所
      Mielparque Yokohama(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] マルチスケール組織改良によるマグネシウム合金の機械的性質改善2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会・日本金属学会中国四国支部第39回材質制御研究会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-06-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] マルチスケール組織改良によるマグネシウム合金の機械的性質改善2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会・日本金属学会中国四国支部第39回材質制御研究会
    • 発表場所
      岡山理科大学(岡山県)(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] マグネシウム合金の破壊メカニズムに及ぼす結晶粒径の影響/マグネシウム合金の破壊メカニズムに及ぼす結晶粒径の影響2010

    • 著者名/発表者名
      染川英俊、シンアロック、井上忠信、向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期大会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] マグネシウム合金の破壊メカニズムに及ぼす結晶粒径の影響/マグネシウム合金の破壊メカニズムに及ぼす結晶粒径の影響2010

    • 著者名/発表者名
      染川英俊、シンアロック、井上忠信、向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期大会
    • 発表場所
      筑波大学、つくば市
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Grain refinement of magnesium alloys for improving mechanical performance2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司
    • 学会等名
      International symposium on superplasticity and its related areas
    • 発表場所
      日立
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Grain refinement of magnesium alloys for improving mechanical performance2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Mukai
    • 学会等名
      International symposium on superplasticity and its related areas
    • 発表場所
      Ibaraki University, Hitachi
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 強ひずみ圧延加工によるMg-Al-Zn合金の結晶粒微細化2009

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、井上忠信、シンアロック
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 希土類元素フリーによる高靭性マグネシウム合金の創製2009

    • 著者名/発表者名
      染川英俊、シンアロック、井上忠信、向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 強ひずみ圧延加工によるMg-Al-Zn合金の結晶粒微細化2009

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、井上忠信、シンアロック
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都大学、京都市
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 希土類元素フリーによる高靭性マグネシウム合金の創製2009

    • 著者名/発表者名
      染川英俊、シンアロック、井上忠信、向井敏司
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都大学・京都市
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Microstructure Design of High-strength Mg Alloy with Ductility and Toughness2009

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、染川英俊、A. Singh
    • 学会等名
      Processing and Fabrication of Advanced Materials
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Microstructure Design of High-strength Mg Alloy with Ductility and Toughness2009

    • 著者名/発表者名
      T.Mukai, H.Somekawa, A.Singh
    • 学会等名
      Processing and Fabrication of Advanced Materials
    • 発表場所
      Katahira Sakura Hall, Tohoku University, Sendai
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 破壊力学大系-壊れない製品設計へ向けて-【4-1-5】先端金属材料2012

    • 著者名/発表者名
      丸山典夫、向井敏司
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 破壊力学大系-壊れない製品設計へ向けて-【4-1-5】先端金属材料2012

    • 著者名/発表者名
      丸山典夫, 向井敏司
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 最新フラクトグラフィ第2編各材料のフラクトグラフィ2節マグネシウム合金のフラクトグラフィ2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、丸山典夫
    • 出版者
      テクノシステム
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 最新フラクトグラフィ 第2編各材料のフラクトグラフィ 2節マグネシウム合金のフラクトグラフィ2010

    • 著者名/発表者名
      向井敏司、丸山典夫
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      テクノシステム
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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