| 研究課題/領域番号 |
21J13431
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
西本 宗矢 熊本大学, 自然科学教育部, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | マグネシウム合金 / 長周期積層構造 / 急速凝固 / 超微細粒 / 不均一組織 / 構造材料 / 破壊靭性 / 長周期積層構造相 / ナノ結晶 / 合金設計 / マルチモーダル組織 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マグネシウム合金はその軽量性から次世代軽量構造材料として輸送機器部材への適用が期待されている。本研究では, マクロなスケールからミクロのスケールまで階層的に合金組織を制御することによって, 強くて壊れにくい, 強靭性マグネシウム合金を開発し, その特性発現因子の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
Mg合金は、その軽量性からAl合金に代わる軽量構造材料として注目されている。その中でLPSO型Mg-Zn-Y系急冷合金は高強度と高耐食性を有することから、航空機の本体構造部材への適用が期待されている。本研究では、Mg-Zn-Y系急冷合金の強靭化とそのメカニズムの解明を目的に、Mg-Zn-Y系急冷合金の急冷条件、熱処理条件、押出条件といった合金製造プロセス条件ならびに合金組成の探査を行い、その引張特性および破壊靭性特性を評価した。その結果、特に急冷時の冷却速度と押出前熱処理により、結晶粒度分布、転位密度分布、結晶方位および第二相であるLPSO相の形態といったマルチモーダル組織因子を効果的に制御することができ、高強度・高破壊靭性を発現する合金を開発することができた。破壊靭性の改善には、強度、延性、加工硬化能の両立とき裂偏向の促進が有効であり、これらの挙動に影響を及ぼす結晶粒度分布、転位密度分布、LPSO相の形態といった複数の組織因子が明らかとなった。α-Mg相領域においては、転位密度の高い①加工粒および②超微細再結晶粒、転位密度の低い③微細再結晶の三つの領域を形成させることが強度、加工硬化能、延性の両立に有効であることが明らかとなった。また、LPSO相領域においては、LPSO相の形態がプレート状からブロック状に変化することで、二次き裂やマイクロクラックの形成が促進され、破壊靭性が改善されることが明らかとなった。マルチモーダル組織の形成は、押出固化成形前の急冷薄帯の組織が大きく影響を及ぼすことから、強靭化のためのマルチモーダル組織制御には急冷薄帯における初期組織の制御が重要であることがわかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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