複相マグネシウム合金のヘテロ構造形成過程と力学特性発現機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26420020
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 眞山 剛 熊本大学, 大学院先導機構, 准教授 (40333629)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 材料力学 / 連続体力学 / 計算力学 / 構造材料 / マグネシウム合金

研究成果の概要

本研究では複相マグネシウム(Mg)合金における不均質構造形成過程と不均質構造の各種因子が力学特性に及ぼす影響について，長周期積層構造相(LPSO相)の体積分率の異なるLPSO型Mg-Zn-Y系合金をモデル材料として実験観察と数値解析の両面から調査した．本研究で得られた主な成果は，(i)鋳造材の変形挙動に及ぼす組織の影響，(ii)鋳造材の繰返し負荷挙動と特異な微視構造発展，(iii)鋳造材および押出材の非線形除荷挙動，(iv)格子ひずみ評価手法の開発，(v)押出材の単結晶パラメータ同定，(vi)他の複相材への展開，である．

研究成果

• [雑誌論文] Effect of microstructural evolution on deformation behaviour of pre-strained dual-phase steel (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Ogata
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering A 巻: 689 ページ: 353-365
  • DOI: 10.1016/j.msea.2017.02.079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation Stress for Slip Systems of Pure Magnesium Single Crystals in Pure Shear Test (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuda
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 58 号: 4 ページ: 587-591
  • DOI: 10.2320/matertrans.M2016402
  • NAID: 130006777336
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of grain shape on the micromechanics-based extraction of single-crystalline elastic constants from polycrystalline samples with crystallographic texture (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Tane, K. Yamori, T. Sekino, T. Mayama
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 122 ページ: 236-251
  • DOI: 10.1016/j.actamat.2016.09.040
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Micro-Tensile Behaviour of Low-Alloy Steel with Bainite/Martensite Microstructures (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kwak, T. Mayama, Y. Mine, K. Takashima
  • 雑誌名: ISIJ International 巻: 56 号: 12 ページ: 2313-2319
  • DOI: 10.2355/isijinternational.isijint-2016-393
  • NAID: 130005251232
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anisotropy of Strength and Plasticity in Lath Martensite Steel (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kwak, T. Mayama, Y. Mine, K. Takashima
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering A 巻: 674 ページ: 104-116
  • DOI: 10.1016/j.msea.2016.07.047
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Strain-hardening behavior and microstructure development in polycrystallineas-cast Mg-Zn-Y alloys with LPSO phase subjected to cyclic loading (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Shiraishi
  • 雑誌名: Materials Science & Engineering A 巻: 672 ページ: 49-58
  • DOI: 10.1016/j.msea.2016.06.069
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Orientation dependence of the deformation kink band formation behavior in Zn single crystal (2016)
  • 著者名/発表者名: Koji Hagihara
  • 雑誌名: International Journal of Plasticity 巻: 77 ページ: 174-191
  • DOI: 10.1016/j.ijplas.2015.10.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of stacking sequence and short-range ordering of solute atoms on elastic properties of Mg–Zn–Y alloys with long-period stacking ordered structures (2015)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Tane
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 96 ページ: 170-188
  • DOI: 10.1016/j.actamat.2015.06.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure dependence of fatigue crack propagation behavior in wrought magnesium alloy (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Morita
  • 雑誌名: Frattura ed Integrita Strutturale 巻: 35 号: 35 ページ: 210-215
  • DOI: 10.3221/igf-esis.35.26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deformation Behavir of a Magnesium Alloy Sheet with Random Crystallographic Orientations under Various Loading Paths (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Hama
  • 雑誌名: omanian Journal of Technical Sciences Applied Mechanics 巻: 60 ページ: 24-38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of crystallographic texture on mechanical properties in porous magnesium with oriented cylindrical pores (2015)
  • 著者名/発表者名: M.Tane, T.Mayama, A.Oda, H.Nakajima
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 84 ページ: 80-94
  • DOI: 10.1016/j.actamat.2014.10.024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal plasticity analysis of development of intragranular misorientations due to kinking in HCP single crystals subjected to uniaxial compressive loading (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mayama
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: -
  • NAID: 130005083545
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of Long Period Stacking Ordered Phase on Non-uniform Deformation in Cast Mg-Zn-Y Alloys (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shiraishi
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 816 ページ: 481-485
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.816.481
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 双結晶モデルに生じるGN転位パターンと密度の粒界傾斜依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野義樹
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic deformation induced by spherical indentation of pure Mg single crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: H.Kitahara, T.Mayama, K.Okumura, Y.Tadano, M.Tsushida, S.Ando
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 78 ページ: 290-300
  • DOI: 10.1016/j.actamat.2014.06.039
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Deformation behavior of a magnesium alloy sheet with random crystallographic orientations (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Hama
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 611-612 ページ: 27-32
  • 査読あり
• [学会発表] Inelastic behavior during unloading in as-cast Mg-Zn-Y alloys with LPSO phase (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shiraishi
  • 学会等名: LPSO2016
  • 発表場所: メルパルク京都
  • 年月日: 2016-12-04
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of Interface Boundary Spacing on Uni-axial Compression Behavior of As-cast Polycrystalline LPSO-type Mg-Zn-Y Alloys (2016)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kamura
  • 学会等名: LPSO2016
  • 発表場所: メルパルク京都
  • 年月日: 2016-12-04
  • 国際学会
• [学会発表] 長周期積層型Mg-Zn-Y合金鋳造多結晶材の変形挙動に及ぼす相境界間隔の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本金属学会2016年春季大会
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] LPSO型Mg-Zn-Y合金の繰返し塑性変形挙動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 第60回高性能Mg合金創成加工研究会講演会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2016-01-18
  • 招待講演
• [学会発表] 二軸圧縮負荷を受けるLPSO型Mg合金の結晶塑性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 慶應義塾大学・矢上キャンパス
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] Mg-Zn-Y合金鋳造多結晶材の単軸変形挙動評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 嘉村健太郎
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 慶應義塾大学・矢上キャンパス
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] Cyclic hardening behavior of cast Mg-Zn-Y alloys (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Shiraishi
  • 学会等名: Mg2015
  • 発表場所: Ramada Plaza Jeju Hotel, Korea
  • 年月日: 2015-10-11
  • 国際学会
• [学会発表] Crystal plasticity modelling of deformation behavior of cast Mg-Zn-Y polycrystals with LPSO phase (2015)
  • 著者名/発表者名: T.Mayama
  • 学会等名: Mg2015
  • 発表場所: Ramada Plaza Jeju Hotel, Korea
  • 年月日: 2015-10-11
  • 国際学会
• [学会発表] 二軸圧縮負荷を受けるLPSO型Mg合金に導入される方位変動の結晶塑性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本金属学会2015年秋期大会
  • 発表場所: 九州大学・伊都キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Mg-Zn-Y合金鋳造材の擬弾性挙動に及ぼす活動変形機構の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白石一馬
  • 学会等名: 日本金属学会2015年秋期大会
  • 発表場所: 九州大学・伊都キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 純粋せん断による純マグネシウム単結晶におけるすべり系の活動応力の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福田一貴
  • 学会等名: 日本金属学会2015年秋期大会
  • 発表場所: 九州大学・伊都キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Crystal plasticity analysis of kinking in HCP metals subjected to uniaxial compression (2015)
  • 著者名/発表者名: T.Mayama
  • 学会等名: AMW2015
  • 発表場所: Togliatti - St. Petersburg, Russia
  • 年月日: 2015-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] 結晶塑性有限要素法によるMg-Zn-Y合金鋳造材の擬弾性挙動解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白石一馬
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部、日本鉄鋼協会九州支部、軽金属学会九州支部、平成２７年度合同学術講演大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-06-06
• [学会発表] Mg-Zn-Y合金鋳造材の圧縮変形挙動に及ぼすLPSO相体積分率の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 嘉村健太郎
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部、日本鉄鋼協会九州支部、軽金属学会九州支部、平成２７年度合同学術講演大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-06-06
• [学会発表] マグネシウム合金における変形組織形成の結晶塑性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本マグネシウム協会 第２３回マグネシウム技術研究発表会
  • 発表場所: 機械振興会館
  • 年月日: 2015-06-02
  • 招待講演
• [学会発表] Mg-Zn-Y合金鋳造多結晶材の擬弾性挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白石一馬
  • 学会等名: 日本塑性加工学会平成27年度塑性加工春季講演会
  • 発表場所: 慶應義塾大学・矢上キャンパス
  • 年月日: 2015-05-20
• [学会発表] 結晶配向が制御された純マグネシウム鋳造材の異方性変形挙動解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本塑性加工学会平成27年度塑性加工春季講演会
  • 発表場所: 慶應義塾大学・矢上キャンパス
  • 年月日: 2015-05-20
• [学会発表] {10-13}配向集合組織を持つ純マグネシウムの塑性挙動解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本金属学会2015年春期(第156回)大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Mg-Zn-Y合金鋳造材の非対称繰返し硬化に及ぼすLPSO相体積分率の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白石一馬
  • 学会等名: 日本金属学会2015年春期(第156回)大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Mg-Zn-Y合金中に形成されるLPSO相の構造と弾性特性との相関関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 多根正和
  • 学会等名: 日本金属学会2015年春期(第156回)大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] ラスマルテンサイト構成組織におけるマイクロ引張挙動の結晶塑性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 郭 光植
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第169回春季講演大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Crystal plasticity analysis of kink bands development in LPSO structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mayama
  • 学会等名: 6th Asian Symposium on Magnesium Alloys (ASMA6)
  • 発表場所: Wangjiang Hotel Chengdu, Chengdu, China
  • 年月日: 2014-12-20 – 2014-12-23
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal plasticity analysis of development of intragranular misorientation in hcp metals (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mayama
  • 学会等名: Second International Conference of Young Researchers on Advanced Materials (IUMRS-ICYRAM2014)
  • 発表場所: Hainan International Convention & Exhibition Center, Haikou, China
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Influence of long-period stacking ordered phase on strain hardening of cast Mg-Zn-Y alloys (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shiraishi
  • 学会等名: Second International Conference of Young Researchers on Advanced Materials (IUMRS-ICYRAM2014)
  • 発表場所: Hainan International Convention & Exhibition Center, Haikou, China
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-27
• [学会発表] 圧縮－引張負荷を受けるLPSO単相多結晶材におけるキンク変形挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本軽金属学会第127回秋期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] 単軸圧縮負荷を受けるLPSO単相多結晶材におけるキンク帯形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中宏明
  • 学会等名: 日本軽金属学会第127回秋期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] AZ31マグネシウム合金圧延材の疲労特性に及ぼす試験片採取方向の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池田亮太
  • 学会等名: 日本軽金属学会第127回秋期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] AZ31マグネシウム合金押出板材の疲労き裂進展挙動に及ぼす結晶粒径の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀 爵仁
  • 学会等名: 日本軽金属学会第127回秋期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] AZ31マグネシウム合金圧延材の疲労き裂進展挙動に及ぼす板厚方向の引張予ひずみの影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 百枝亮一
  • 学会等名: 日本軽金属学会第127回秋期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] 粗大粒マグネシウム合金押出棒材の疲労き裂進展挙動に及ぼす応力比の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原誠也
  • 学会等名: 日本軽金属学会第127回秋期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] Kink deformation behavior in long-period stacking ordered structure during uniaxial loading with stress-reversal (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mayama
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials (LPSO2014)
  • 発表場所: Hotel Nikko Kumamoto, Kumamoto, Japan
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-08
• [学会発表] Cyclic hardening behavior of cast Mg-Zn-Y alloys containing long-period stacking ordered phase (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shiraishi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials (LPSO2014)
  • 発表場所: Hotel Nikko Kumamoto, Kumamoto, Japan
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-08
• [学会発表] 負荷反転試験と結晶塑性解析によるマグネシウム合金鋳造材における双晶頻度の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本金属学会2014年秋季(第155回）大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 繰返し負荷を受けるLPSO型Mg-Zn-Y合金多結晶鋳造材の加工硬化挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白石一馬
  • 学会等名: 日本金属学会2014年秋季(第155回）大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 六方晶系結晶材料に導入される変形帯の考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 本浪雅史
  • 学会等名: 日本金属学会2014年秋季(第155回）大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] AZ91鋳造材における双晶頻度に及ぼす時効の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞山 剛
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 福島大学
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-21
• [学会発表] LPSO型Mg-Zn-Y合金鋳造材の繰返し負荷挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白石一馬
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 福島大学
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-21
• [学会発表] 双結晶モデルに生じるGN転位パターンの粒界傾斜依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野義樹
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 福島大学
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-21
• [学会発表] AZ31マグネシウム合金圧延材の繰返し変形挙動に及ぼす試験片採取方向の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田繁樹
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 福島大学
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-21
  • 招待講演
• [学会発表] Mg-Zn-Y合金鋳造材の加工硬化挙動に及ぼすLPSO相体積分率の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白石一馬
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部 日本鉄鋼協会九州支部 軽金属学会九州支部 平成２６年度合同学術講演大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-06-07
• [備考] http://www.msre.kumamoto-u.ac.jp/~koriki/