高強度非平衡マグネシウム合金の創製

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11225203
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 河村 能人 熊本大学, 工学部, 助教授 (30250814)
• 研究分担者: ルズキン ドミトリー 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60302212)
• キーワード: マグネシウム / 急速凝固 / ナノ結晶 / 高温強度 / 超塑性 / ガスアトマイズ / 固化成形 / 高強度

研究概要

RS P/M法を用いて高強度と延性を併せ持つ新しいマグネシウム合金を開発することを目的として、急速凝固薄帯を用いて、RSP/M法に適した合金組成の探査を行うと共に、この合金組成探査の結果を基に急速凝固粉末冶金材を作製し、その機械的性質について調査した。その結果下記のような結果が得られた。
(1)急速凝固薄帯を用いた組成探査の結果、Mg_<85>Al_<10>Ca_5とMg_<97>Zn_1Y_2で、高強度と良好な延性が得られることが分かった。
(2)Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材はいずれの押出温度においても400MPa以上の高い降伏応力を示した。特に押出温度573Kで作製したP/M材は610MPaの降伏応力,5%の伸びを示し、高強度と高延性を併せ持つRS P/Mマグネシウム合金を開発することができた。また、Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材の高温引張強さは温度の上昇に伴って低下し、伸びは増加した。試験温度423Kにおける引張強さは530MPaであり、Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材が優れた高温強度を有していることが明らかになった。さらに、Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材の623Kにおける高速超塑性挙動を調査した結果、いずれのひずみ速度においても300%以上の伸びを示した。初期ひずみ速度5×10^<-2>s^<-1>において780%の最大伸びを示した。その時のm値は0.4であり、Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材が高速超塑性を示すことが明らかになった。
(3)Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材はいずれの押出温度においても400MPa以上の高い降伏応力を示した。特に押出温度623Kで作製したP/M材は500MPaの降伏応力,5%の伸びを示し、高強度と高延性を併せ持つRS P/Mマグネシウム合金を開発することができた。また、Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材の高温引張強さは温度の上昇に伴って低下し、伸びは増加した。試験温度423Kにおける引張強さは250MPaであり、Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材が優れた高温強度を有していることが明らかになった。さらに、Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材の723Kにおける高速超塑性挙動を調査した結果、いずれのひずみ速度においても300%以上の伸びを示した。初期ひずみ速度2×10^<-1>s^<-1>において733%の最大伸びを示した。その時のm値は0.47であり、Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材が高速超塑性を示すことが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Y.Kawamura,K.Hayashi: "High Strength Nenocrystalline Mg-Al-Ca Alloys Produced by Rapidly Solidified Powder Metallurgy Processing"Materials Science Forum. 350-351. 111-116 (2000)
• [文献書誌] K.Hayashi,Y.Kawamura: "Structure and Mechanical Properties of Rapidly Solidified Mg-X Alloys"Materials Science Forum. 350-351. 117-122 (2000)
• [文献書誌] J.Koike,Y.Kawamura: "Mechanical Properties of Rapidly Solidified Mg-X Alloys"Materials Science Forum. 350-351. 105-110 (2000)
• [文献書誌] D.V.Louzguine,Y.Kawamura: "Influenced of Ni, Cu, Zn and Al Additions on Glass-Forming Ability and Mechanical Properties of Mg-Y-Mm Alloys"Materials Science Forum. 350-351. 123-128 (2000)
• [文献書誌] Y.Kawamura,K.Hayashi: "Rapidly Solidified Powder Metallurgy Mg_<97>Zn_1Y_2Alloys with Excellent Tensile Yield Strength above 600 MPa"Mater.Trans.. 42(印刷中). (2001)
• [文献書誌] S.Ando: "Non-Basal slip in Magnesium-Lithium Single Crystals"Mater.Trans.,JIM. 41. 1188-1191 (2000)