| 研究課題/領域番号 |
11225209
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| 研究種目 |
特定領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
東 健司 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50173133)
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| 研究分担者 |
向井 敏司 大阪市立工業研究所, 機械課, 主任研究員
高津 正秀 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (80145812)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2002
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| キーワード | マルチスケール制御 / トレードオフバランシング / 第一原理分子動力学 / 微細化プロセス / 結晶方位制御 / 拡散結合 / プレス成形計 / 切欠き感受性 |
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| 研究概要 |
本研究は、電子・原子レベルからマクロまでのマルチスケール制御によるトレードオフ・バランシングされた高性能マグネシウム合金の創製を目的とし、その成果を以下にまとめる。
(1)「第一原理分子動力学計算による変形挙動の解析と合金設計」では、マグネシウムの脆さの原因となる底面と非底面の臨界分解せん断応力の大きな差を、単結晶の理想すべり変形における積層欠陥エネルギーの理論計算から論じた。その結果、Li、Al、Znのいずれの添加でもその差が小さくなることを見出した。また、結合強度の異方性を電子密度分布から論じた。
(2)「機械的特性や成形性に優れた合金の創成プロセスの構築」では、拘束型押出し(ECAE)によるMg-Zn系合金へのZr系析出物微細分散と結晶粒微細化による衝撃特性の向上を達成した。また、ECAEによるMg-AI系(AZ31)合金の結晶粒微細化と方位制御による伸びのひずみ速度逆依存性が見出され、1.8×10^3_<S-1>の室温高速引張下で50%もの飛躍的な伸びの向上を達成した。また、種々の合金において、低温ないし高速超塑性が発現することを明らかにした。
(3)「拡散接合および摩擦攪拌接合技術の確立」では、圧縮場での超塑性変形における空洞消滅モデルから拡散接合条件式を導き、AZ31合金が、最適条件下では、アルミニウムの1/3の接合時間で十分な接合強度が得られることを示した。また、摩擦攪拌接合では、純マグネシウムは十分な接合強度が得られないが、合金では母材の90%以上の接合強度が得られた。
(4)「圧延板からのプレス成形技術の確立」では、深絞りの成形限界がポンチ肩上での引張曲げによる破断限界に依存し、473K以下の加熱によりそれが向上することを示した。また、引張試験では評価し難い局所的な変形能がプレス成形性の向上に重要であることを示し、切欠き感受性試験による成形性評価を提唱した。
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