巨大ひずみ加工で鉄を有効活用した高強度・高導電性アルミニウム合金の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15324
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26050:材料加工および組織制御関連
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 増田 高大 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 日本学術振興会特別研究員 (60838639)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 巨大ひずみ加工 / 過飽和固溶体 / 結晶粒微細化

研究成果の概要

本研究では、直径100mmに大型化したリング状Al-2%Fe合金に高圧ねじり（HPT）加工を施し、均一ひずみ導入を試みた。わずか１回転で鉄を1wt%過飽和固溶でき、温度473 Kで時効することで引張強度は最大で730 MPaとなった。4探針法による電気抵抗率測定結果を併せると、0.25回転材で、高導電性を維持しつつ強度向上を達成できた。加えて従来の連続加工法（CHPT法）をもとに、ワイヤー状試料を2本同時に加工できるよう改良を施した。改良は金型に挿入口・取出口を設け、ワイヤー上試料が円対称となるように設置することで実施した。これにより、相当ひずみ25の巨大ひずみが導入可能となった。

自由記述の分野

材料組織制御

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで巨大ひずみ加工領域の大面積化には装置容量の限界という問題があった。本研究により、２本のワイヤー試料に連続的なひずみ導入のための加工原理を構築した。かつAl-Fe系合金にて鉄の過飽和固溶・析出を利用した特性向上を達成し、超微細粒を有する電線材料の開発可能性を示した。さらに、各ワイヤーの加工直径を調整することで、同時加工数を増大できる可能性を示し、巨大ひずみ加工法の一般化に繋がる結果を得られた。