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高密度の変形双晶を含むバルクナノメタルの変形挙動のひずみ速度・温度依存性

公募研究

研究領域バルクナノメタル ー常識を覆す新しい構造材料の科学
研究課題/領域番号 25102705
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
研究機関金沢大学

研究代表者

渡邊 千尋  金沢大学, 機械工学系, 准教授 (60345600)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードMg合金バルクナノメタル / 多軸鍛造加工 / 変形双晶 / 活性化体積 / 温度依存性 / 衝撃吸収能 / ひずみ速度依存性
研究実績の概要

冷間多軸鍛造加工(MDF)で作製したナノサイズの変形双晶を高密度に含むAZ80Mg合金の変形挙動と破壊様式のひずみ速度依存性と温度依存性の理解に向けて,以下の項目を実施した.i) 機械的特性のひずみ速度・温度依存性の調査,ii) 低温・短時間の焼鈍による機械的特性の変化,iii) 降温MDF材の結果との比較検討.
冷間MDF後の試料内部には高密度の変形双晶が形成されていた.MDFパス数の増加に伴い,双晶境界間隔λが減少した.平均双晶境界間隔は,5パス,10パス,20パス加工後の試料において,それぞれ,λ=1.0,0.8,0.4 μmであった.これらの試料の引張試験の結果,双晶境界間隔の減少及び,ひずみ速度の増加に伴い,応力レベルは増加するが,破断伸びは減少した.引張試験より得られた0.2%耐力とひずみ速度の関係より,ひずみ速度感受性指数mを求めた.m値は,双晶境界間隔の減少に伴い,増加した.また,ひずみ速度急変試験から求めたm値を用いて,活性化体積V*を算出した.冷間MDF材のV*はいずれの粒径においても正の温度依存性を示した.一方,変形双晶を含まない降温MDF材のV*は,平均結晶粒径1μm以下で負の温度依存性を示した.このような,冷間MDF材と高温MDF材の変形挙動の温度依存性の相違は,結晶粒内の転位密度の違いに起因すると予想し,冷間MDF材に低温・短時間の焼鈍を施した.透過型電子顕微鏡観察,及びX線回折から,焼鈍後は転位密度が大幅に減少していることを確認した.焼鈍を施した試料では,活性化体積は温度に対して負の依存性を示した.
超微細粒材料における,活性化体積の逆温度依存性を説明するモデルとして,「粒界の局所せん断」によるとするモデルと,「転位源の結晶粒内から粒界への遷移」によるとするモデルが提唱されている.本研究の結果は,後者のモデルを強く支持する物となった.

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Microstructure and aging behavior of Cu-Be alloy processed by high-pressure torsion2014

    • 著者名/発表者名
      C. Watanabe, R. Monzen, S. Ii and K. Tsuchiya
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 783-786 ページ: 2707-2712

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.2707

    • NAID

      120005463337

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] HPT加工を施したCu-Be合金の時効挙動と組織2014

    • 著者名/発表者名
      大西朗嗣,渡邊千尋,門前亮一,井誠一郎,土谷浩一
    • 雑誌名

      銅と銅合金

      巻: 53 ページ: 11-15

    • NAID

      40020182662

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cu-Ni-Co-Si合金の強度と組織に及ぼすCoの影響2014

    • 著者名/発表者名
      井澤幸太朗,小澤 敦,北 和久,渡邊千尋,門前亮一
    • 雑誌名

      材料

      巻: 63 号: 5 ページ: 401-408

    • DOI

      10.2472/jsms.63.401

    • NAID

      130004749897

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cu-21 mass%Ni-5.5 mass%Sn合金の強度への加工熱処理の影響2014

    • 著者名/発表者名
      小澤敦,渡邊千尋,門前亮一,村松尚国
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 78 号: 9 ページ: 344-349

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2014021

    • NAID

      130004685001

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 冷間多軸鍛造加工を施したAZ80Mg合金の活性化体積の温度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      吉田裕哉、乾憲太郎、渡邊千尋、門前亮一、三浦博己
    • 学会等名
      平成26年度日本金属学会・日本鉄鋼協会 北陸信越支部 総合・連合講演会
    • 発表場所
      新潟工科大学
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 巨大ひずみ加工を施したCP-Tiにおける変形挙動のひずみ速度・温度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤克哉、渡邊千尋、門前亮一、三浦博己
    • 学会等名
      平成26年度日本金属学会・日本鉄鋼協会 北陸信越支部 総合・連合講演会
    • 発表場所
      新潟工科大学
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 冷間多軸鍛造加工を施したAZ80Mg合金の変形挙動のひずみ速度・温度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      乾憲太郎、渡邊千尋、門前亮一、三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第127回秋期大会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 析出硬化型Cu合金の強ひずみ加工後の析出挙動に及ぼす自然時効の影響2014

    • 著者名/発表者名
      日比野将和、渡邊千尋、門前亮一、井誠一郎、土谷浩一
    • 学会等名
      日本銅学会第54回講演大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 三沢キャンパス
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 冷間多軸鍛造加工を施したAZ80合金の変形挙動のひずみ速度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊千尋、門前亮一、三浦博己
    • 学会等名
      日本金属学会秋季講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 多軸鍛造加工を施したAZ80合金の変形挙動のひずみ速度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊千尋,赤穂篤志,門前亮一,三浦博己
    • 学会等名
      日本金属学会2014年春期講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 多軸鍛造加工で作製したAZ80Mg合金の変形挙動のひずみ速度・温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      赤穂篤志,渡邊千尋,門前亮一,三浦博己
    • 学会等名
      軽金属学会第125回秋期大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] HPT加工を施したCu-Be合金の時効挙動と組織2013

    • 著者名/発表者名
      大西朗嗣,渡邊千尋,門前亮一,井誠一郎,土谷浩一
    • 学会等名
      日本銅学会第53回講演大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Microstructure and aging behavior of Cu-Be alloy processed by high-pressure torsion2013

    • 著者名/発表者名
      C. Watanabe, R. Monzen, S. Ii and K. Tsuchiya
    • 学会等名
      8th International Conference of Processing & Manufacturing of Advanced Materials
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 関連する報告書
      2013 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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