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2018 年度 実績報告書

変形双晶界面塑性に基づくマグネシウム合金の力学特性高度化

研究課題

研究課題/領域番号 16K06783
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

染川 英俊  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (50391222)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード材料工学 / マグネシウム / 変形双晶 / 溶質元素 / 偏析 / インデンテーション / 内部摩擦
研究実績の概要

{10-12}変形双晶を導入した多様な二元系マグネシウム合金に対し、変形双晶界面(近傍)の局所変形応答に及ぼす溶質元素の影響について検討、調査した結果、以下の知見が得られた。
変形双晶近傍域の微細組織観察より、室温圧縮試験後、熱処理を施した二元系合金では、変形双晶界面に溶質元素が偏析することを確認した。また、マグネシウムに固溶する汎用元素に限った場合、変形双晶界面に偏析する/しやすい溶質元素は、添加元素の種類に差異はないことが分かった。局所変形応答では、ナノインデンテーション法を用いた内部摩擦特性:tanδの値にて評価した。本研究で得られたtanδの値は、計測箇所や添加元素の種類に影響を受けやすいことを確認した。双晶界面および結晶粒界から十分離れた結晶粒内から取得したtanδの値は、添加元素の種類に関係なく類似した値を呈したが、溶質元素の存在に起因し、二元系合金の内部摩擦特性は、純マグネシウムと比べて劣っていた。双晶界面近傍から得られたtanδの値は、添加元素の種類に依存しやすいことを究明した。第一原理計算にて求まった物理定数との比較より、内部摩擦特性を向上または劣化させる溶質元素は、「双晶界面偏析エネルギーと密接な関係がある」ことを解明した。双晶界面エネルギーを安定化させる元素(例えば、イットリウム)を添加した場合、内部摩擦特性を劣化させる傾向にあった。他方、双晶界面エネルギーに影響を及ぼしにくい元素(例えば、スズや鉛)を添加した合金は、マグネシウムと同等の内部摩擦特性を示した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Change in dominant deformation mechanism of Mg alloy via grain boundary control2019

    • 著者名/発表者名
      H. Somekawa, D. A. Basha and A. Singh
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: A746 ページ: 162-166

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.msea.2019.01.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 解説:マグネシウムの靱性・延性に及ぼす添加元素の影響2019

    • 著者名/発表者名
      染川英俊
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 83 ページ: 65-75

    • DOI

      doi:10.2320/jinstmet.J2018067

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Room temperature grain boundary sliding behavior of fine-grained Mg-Mn alloys2018

    • 著者名/発表者名
      H. Somekawa, D. A. Basha and A. Singh
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 730 ページ: 355-362

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.msea.2018.06.015

    • 査読あり
  • [学会発表] 粒界構造制御によるマグネシウム合金の特性改質2018

    • 著者名/発表者名
      染川英俊, 戸高義一, 安藤大輔, 湯浅元仁
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期大会
  • [学会発表] 衝撃吸収能に優れた軽金属材料2018

    • 著者名/発表者名
      染川英俊
    • 学会等名
      日本機械学会:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018
  • [学会発表] 高性能軽金属材料の創製に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      染川英俊
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期大会
    • 招待講演
  • [備考] NIMS Researchers Database SAMURAI

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/somekawa_hidetoshi

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公開日: 2019-12-27  

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