| 研究概要 |
6061ベース合金および0.5%Fe,0.5%Si,0.6%Mgを単独で過剰に含む合金,さらに0.5%Feと0.5%Siをともに過剰に含む合金および0.5%Feと0.6%Mgをともに過剰に含む合金,計6種類の6061合金のT6処理材について,透過電子顕微鏡(TEM)観察を行った.その結果,これら合金は,寸法で分類して3種類の析出物または晶出物を含むことがわかった.すなわち,およそ1〜5μmの晶出物と思われるもの,およそ0.1〜0.3μmの析出物(次に述べる析出物との区別のため,分散相と呼ぶ),および10nm以下の析出物である.
これらのうち,析出物については,電子回折図形の解析結果から,Mg_2Si系の中間部β'またはβ"であることが判った.晶出物については,光学顕微鏡観察によって,過剰添加合金では量が増加することが判ったので,合金組成との関連を明らかにするために,晶出物をカーボンレプリカとして抽出し,TEM-EDX(エネルギー分散型X線分析器)による定量分析を試みた.この手法はむしろ分散相の分析において,母相のアルミニウムの影響を無くすという点で有効であった.
電子回折図形およびEDX定量分析の結果から,晶出物は概略,Alを70〜75at%,Siを10〜15at%,Feを10〜15at%含み,α-AlFeSiで指数付けでき,過剰添加元素の影響をさほど受けないことが明らかとなった.ただし,Mg過剰添加物合金では,Siを60〜90at%,Mgを10〜40at%含む晶出物も見られた.これらは酸素も含み,電子回折図形はハローパターンであることから,シリカ-マグネシア系非晶質と推測された.
一方,分散相の組成は,過剰添加元素の影響を受け,SiおよびMg単独過剰添加合金では,Alを40〜50at%含み,MnおよびCrを10〜20at%,Feを10〜20at%含む分散相が形成されるのに対し,Fe単独過剰添加合金および(Fe+Si),(Fe+Mg)複合過剰添加合金では,Alを約70at%含みFeを5〜10at%含む分散相が形成された.
晶出物および分散相とも,Feを含む組成となっており,不純物ゲッタとしての役割を果たしていることが示された.また,晶出物,分散相中のFeとSiのおおよその比から有効Si量を求めたところ,硬度測定の結果と比較的良い一致を見た.
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