研究課題/領域番号 |
22K04735
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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研究機関 | 東京工業大学 |
研究代表者 |
寺田 芳弘 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (40250485)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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キーワード | マグネシウム合金 / 高温強度 / チューリング組織 / 高分解能電子顕微鏡 / 異相界面 / 転位 / クリープ / ラメラ組織 / 透過型電子顕微鏡 |
研究開始時の研究の概要 |
『異相界面強化』という新規な高温材料強化機構を最大限に活用することにより,高効率熱機関用の難燃性超高強度耐熱マグネシウム合金を開発することが本研究の最終目標である。自動車熱機関周辺部への適用を念頭に,入手容易な汎用型元素のみでの合金開発を目指す。劇的な車体軽量化による,二酸化炭素排出削減を意図した高度環境保全型の研究である。合金開発にあたり,高温変形特性調査,転位モビリティ解析,組織安定性評価を実施する。
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研究実績の概要 |
ニアフルラメラ組織を有する二元系 Mg-14Ca (mass%) 亜共晶合金について,温度 473-523 K,応力 30-50 MPa にてクリープ試験を行い,クリープパラメーターおよびクリープ中の組織変化を調査することにより,クリープ変形機構を明らかにした.2022年度において得られた結果を,以下に総括する. (1)最小クリープ速度の応力指数 n は温度の増加に伴い単調に増加し,最も高温の 523 K において n = 7 となる.クリープの活性化エネルギー Qc は応力の増加に伴い単調に増加し,最も高応力の 45 MPa において Qc = 155 kJ/mol となる. (2)クリープ中に,コロニー境界近傍において粗大なラメラ組織が生成する.粗大ラメラ組織は,高温・高応力条件において活発に生じる.粗大ラメラは,クリープ変形によりコロニー境界近傍に導入されたひずみエネルギー,および,微細ラメラにおける界面エネルギー,を駆動力として生じる回復組織であると理解される. (3)通常型の遷移クリープを示すこと,低温側である 473 K におけるクリープの応力指数 n が 5 となること,および,クリープの活性化エネルギー Qc が低応力側において Mg の自己拡散の活性化エネルギーに漸近することから,本合金におけるクリープ変形は転位の上昇運動に律速するものと推論される.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の遂行にあたり,クリープ試験装置も想定通り順調に稼働しており,当初予定していた調査研究項目の研究課題を遂行した。全体として研究はおおむね順調に進捗しているものと判断される。
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今後の研究の推進方策 |
これまでの研究結果から,ニアフルラメラ組織を有する二元系 Mg-14Ca (mass%) 亜共晶合金におけるクリープ変形が転位の上昇運動に律速することが明らかとなった。また,クリープ中に形成する粗大ラメラ組織が,回復組織と見なせることを明らかにした。これらの結果を受けて,当初の計画どおりに,Alを添加した固溶強化合金について,クリープパラメータを調査すると共に,クリープ速度のラメラ間隔依存性を明らかにする。あわせて,本合金を圧延後に時効熱処理を施すことにより,回復組織として粗大ラメラが生成するか否かについても実験的に調査する。
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