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マイクロ材料試験によるMg-Zn-Y合金中に形成されるLPSO相の強化機構の解明

公募研究

研究領域シンクロ型LPSO構造の材料科学 ―次世代軽量構造材料への革新的展開―
研究課題/領域番号 24109506
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関熊本大学

研究代表者

高島 和希  熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60163193)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2012年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード構造・機能材料 / LPSO / 材料強度 / 材料評価 / マグネシウム合金
研究概要

鋳造材を押出加工したMg-Y-Zn合金は、母相であるα-Mg相と析出相である長周期積層構造(LPSO)相から構成され、優れた機械的性質を示すことが知られている。この合金の強度発現機構を調べるためには、強化相となるLPSO相単結晶の機械的性質を調査する必要があ
る。しかしながら、LPSO相はプロセスを制御しても粗大な単結晶を得ることがきわめて困難である。ところで、研究代表者はマイクロ材料評価技術という新しい材料試験法を開発しており、この手法を用いると、従来の材料試験では解明できないMg-Zn-Y合金中に形成
される微小LPSO相の機械的性質を直接評価することが可能となる。平成24年度は、Mg-Zn-Y一方向鋳造材のLPSO相から結晶方位を変えた微小単結晶引張試験片を切り出し、マイクロ材料評価技術を用いることで、LPSO相の機械的性質に及ぼす結晶方位の影響を調査し、LPSO相の変形挙動にはきわまて大きな結晶異方性があることを示した。そこで、平成25年度では、さらにキンクを導入したときの力学特性について調査した。まず、底面すべりが容易な方位のLPSO相試験片にキンクを導入し引張試験を行ったところ、降伏応力、加工硬化率ともに増加した。これはキンク帯により主すべりである底面すべりが抑制されるとともに、LPSO相の結晶粒内に変形能の違いが発生したことに起因していると考えられる。一方、底面すべりが困難な方位のLPSO相試験片にキンクを導入して引張試験を行ったところ、引張強さはキンクを導入する前の半分以下となったが、延性が大きく改善された。これは、キンクが形成された領域で結晶回転が起こり、底面すべりが活動したためと考えられる。以上のように、LPSO相にキンクを導入すると、その結晶方位に依存して変形挙動に大きな差異が現れる。この結果は、LPSO相を利用した強化設計において重要な指針となる。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Microfracture behaviour of extruded Mg-Zn-Y alloys containing long-period stacking ordered structure at room and elevated temperatures2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Mine, H. Yoshimura, M. Matsuda, K. Takashima, Y. Kawamura
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng. A

      巻: 570 ページ: 63-69

    • DOI

      10.1016/j.msea.2013.01.069

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mg-Zn-Y 合金における長周期積層構造相のマイクロ引張挙動2013

    • 著者名/発表者名
      高島和希
    • 学会等名
      日本金属学会2013年春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical Characterization of Long-Period Stacking Ordered Structure Phase in a Mg-Zn-Y Alloy by using Microtensile Testing Technique2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takashima, Yoji Mine, Michiaki Yakamasaki, Yoshihito Kawamura
    • 学会等名
      THERMEC 2013
    • 発表場所
      Las Vegas, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tensile Behavior of Long Period Stacking Ordered Structured Phase in Mg-Zn-Y Alloy by Microtensile Testing2013

    • 著者名/発表者名
      Kosei Sakamoto, Kento Fukutomi, Yoji Mine, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Kazuki Takashima
    • 学会等名
      MST&T '13
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Zn-Y合金における長周期積層構造相の引張変形挙動と結晶方位の関係2013

    • 著者名/発表者名
      坂本幸成、福富健人、峯 洋二、山崎倫昭、河村能人、高島和希
    • 学会等名
      2013年日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Microtensile Testing of Long-Period Stacking Order Phase in a Mg-Zn-Y Alloy2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takashima, Yoji Mine, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura
    • 学会等名
      8th Pacific Rim Int. Cong. on Advanced Materials & Processing (PRICM8)
    • 発表場所
      Hawaii, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Zn-Y合金における長周期積層構造相のマイクロスケール引張試験2013

    • 著者名/発表者名
      坂本幸成、福富健人、峯 洋二、山崎倫昭、河村能人、高島和希
    • 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24年度合同学術講演大会
    • 発表場所
      熊本パレアホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Micromechanical Characterization of LPSO Phase in Mg-Zn-Y Alloys2012

    • 著者名/発表者名
      K. Taakshima
    • 学会等名
      LPSO 2012: International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-10-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Zn-Y合金におけるLPSO相マイクロ引張試験

    • 著者名/発表者名
      高島和希
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会ワークショップ
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 熊本大学工学部マテリアル工学科先端材料研究室

    • URL

      http://www.msre.kumamoto-u.ac.jp/~sentan/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 熊本大学工学部マテリアル工学科先端材料研究室

    • URL

      http://www.msre.kumamoto-u.ac.jp/~sentan/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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