| 研究課題/領域番号 |
19K05054
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
寺田 芳弘 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (40250485)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | マグネシウム合金 / 高温強度 / ラメラ組織 / 高分解能電子顕微鏡 / 転位 |
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| 研究実績の概要 |
Mg－Ca 二元系 α-Mg/C14－Mg2Ca ナノラメラ合金について 250－450 ℃の温度領域にて時効熱処理を施し，高温における組織変化を計量形態学に基づき定量的に調査を行った。2019年度に得られた成果を，項目別に以下に総括する。（１）ナノラメラ組織を安定に維持することが可能となる，使用可能限界温度を明らかにした。本ナノラメラ合金は300℃以下の温度領域において形態安定であることを実験的に明らかにした。この結果は，本系合金を高温構造用材料として移用する場合，使用限界温度が300℃であることを意味している。（２）開発合金における材質劣化機構として，ナノラメラ組織が崩壊するメカニズムについて明らかにした。時効温度300℃以上において，時効時間の増加に伴い，α-Mg/C14－Mg2Ca ナノラメラ間隔は２乗則に従って粗大化することを明らかにした。また，ナノラメラ組織の粗大化の活性化エネルギーは112kJ/molとなることを実験的に示し，この値がα-Mg相中におけるCaの相互拡散の活性化エネルギーに非常に近いことを明らかにした。この結果から，α-Mg/C14－Mg2Ca ナノラメラ組織の粗大化は，α-Mg相中におけるCaの相互拡散に律速していることを推論した。（３）α-Mg/C14－Mg2Ca ナノラメラ組織における界面は，ナノメートルオーダーのテラスとステップが交互に連なることにより構成されていることを，高分解能電子顕微鏡による高倍率の観察により明らかにした。また，界面におけるテラス面は，α-Mgラメラにおける六方晶の錐面に平行となることを明らかにした。α-Mgラメラにおいて，主すべり面である六方晶底面はα-Mg/C14－Mg2Ca 界面に行き当たる向きに配向していることを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の遂行にあたり，クリープ試験装置の不具合が発生したため，当初予定していた調査研究項目の順番を入れ替えて研究を遂行した。全体として研究はおおむね順調に進捗しているものと判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究結果から，α-Mg/C14－Mg2Ca ナノラメラ合金が300℃以下の温度領域において組織安定となることが明らかとなった。この結果を受けて，当初の計画どおりに，組織安定な200-250℃において高温クリープ試験を実施し，クリープの応力指数，および，クリープの活性化エネルギーなどの基礎的なクリープパラメータを調査し，本系合金におけるクリープ変形メカニズムを明らかにすることとする。
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