環境調和型展伸用マグネシウム合金の創製

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11305049
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 小島 陽 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60016368)
• 研究分担者: 鎌土 重晴 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (30152846) ; 伊藤 吾朗 茨城大学, 工学部, 助教授 (80158758) ; 福澤 康 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (10126477)
• キーワード: Mg-Al-Zn合金 / Mg-Li-Zn合金 / ECAE加工 / 結晶粒微細化 / 集合組織 / 動的再結晶 / 引張特性 / 超塑性

研究概要

本年度は、延性向上に最適な加工条件の探索を目的として、Mg-3%A1-1%Zn(AZ31)合金に加工条件を変化させたECAE ( Equal Channel Angular Extrusion )加工および引張試験を行い、生成される結晶粒径および集合組織のようなミクロ組織因子と引張特性の関係を評価した。さらに、Mg-9%Li-1%Zn(LZ91)α+β二相合金にECAE加工を施し、結晶粒を微細化させた試料を用いて、低温超塑性の発現を試みた。
AZ31合金では、低加工温度、多回数のECAE加工により微細で均一な組織が得られる。as-ECAE材の引張試験を行い、集合組織との関係を評価した結果、これらの試料の引張特性は、顕著な集合組織依存性を示す。中でも250℃-4パス材は35%の最も高い伸びを示す。そのような試料では、基底面が押出し方向に対して45度傾いた集合組織を形成するため、押出し方向に引張試験した場合には底面すべりが容易に生じるようになり、延性が向上する。一方、基底面が押出し方向と平行に配向する300℃加工材では、底面すべりが生じにくく、0.2%耐力は高いものの伸びが小さくなる。このような集合組織の違いは加工中の摩擦状態に応じてせん断変形領域が変化するためである。200℃-8パス材に焼なましを行い、集合組織を同一方向に揃え、結晶粒径を変化させた試料では、ホール・ペッチ則に従った明瞭な粒径依存性も示す。
LZ91合金にECAE加工と焼なましを行い組織を改善した試料は融点の半分以下の150℃、1×l0^<-2>s^<-1>の比較的高いひずみ速度で206%の破断伸びを示し超塑性を発現する。このような試料では、引張試験中の動的再結晶による微細粒の生成およびα相粒界へのβ相の析出が生じ、これらが粒界すべりに寄与することで低温超塑性が発現するものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] 伊藤吾朗, 伊勢崎陽平, 本橋嘉信: "冷間圧延とその後の焼鈍によるマグネシウム合金展伸材AZ31の再結晶粒微細化"日本金属学会誌. 66・1. 16-21 (2002)
• [文献書誌] 吉田雄, 山田英明, 鎌土重晴, 小島陽: "ECAE加工したMg-Li-Zn合金の引張特性および低温超塑性の発現"軽金属. 51・10. 551-555 (2001)
• [文献書誌] 吉田雄, 山田英明, 鎌土重晴, 小島陽: "ECAE加工したMg-A1-Zn合金のミクロ組織と引張特性"軽金属. 51・10. 556-562 (2001)
• [文献書誌] S.Kou, Y.Yoshida, S.Kamado, Y.Kojima: "Grain Refining and Occurrence of Low Temperature Superplasiticity of Mg-Li-Zn Alloys by ECAE Process"Proceedings of Workshop on Advanced Magnesium Alloys and Their Applications Between Taiwan and Japan. 117-122 (2001)
• [文献書誌] Y.Yoshida, H.Yamada, S.Kamado, Y.Kojima: "Grain refining of Mg-Li-Zn Alloys by ECAE Process and Their Tensile Properties"Proc. of the 4th Pac. Rim Int. Conf. on Advanced Mater. and Processing. Vol.1. 1191-1194 (2001)
• [文献書誌] Y.Yoshida, H.Yamada, S.Kamado, Y.Kojima: "Microstructures and Tensile Properties of Grain-refined Wrought Magnesium Alloys"Proc. of the 4th Pac. Rim Int. Conf. on Advanced Mater. and Processing. Vol.1. 1195-1198 (2001)