| 研究課題/領域番号 |
20K05137
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
高木 秀有 日本大学, 工学部, 准教授 (40409040)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 二相合金 / 高温力学特性 / 押込み試験法 |
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| 研究実績の概要 |
2020年度は，二相合金の作製を行った．第一の作製方法であるAccumulative channel-die compression bounding（ACCB）法を行うため，作製治具を製作した．この治具の作製に半年以上かかったため，2020年度はARBによって，組織観察及び力学試験を行うための二相合金を作製した．接合時の圧延は，強化相を想定したAl-Mg合金を母相を想定するAl材で挟み込みことで，二相合金を作製した．また，この作製時の条件，具体的には接合前のAl及びAl-Mg材の歪み量や結晶粒径，またAl-MgのMg固溶量，また接合時の板厚を変更することで，を調整し，いくつかの組織形態，強度，体積率を有する試料を作製した．なお，母相のみ，強化相のみの場合についても，3つの板材を接合して，二相合金が適切に作製されているかの検証用試料とした．
上述した試料に対して，SEM/EBSD観察を実施した．十分な温度，時間で焼鈍した二相合金の接合材では，試料中の歪みが少なく結晶粒径が粗大な組織であった．一方，未焼鈍材や強化相にARBを施した後に接合した組織は，圧延方向に結晶粒が延伸した組織，また結晶粒内に歪み勾配が観察された．
これら試料に対して，引張試験を実施した．この結果は，二相合金の降伏応力と体積率に関する連続繊維強化材の理論的検討結果とよく一致した．なお，母相材及び強化相材の接合試料の応力歪み線図のデータ，具体的には降伏応力と最大応力そして伸びは，接合せずに用意されたそれぞれの試料の結果と良く一致した．なお，接合が適切に行われていない場合は，最大応力後，適切に接合された試料の結果と比べて，早くに破断（試験が停止）した．この結果から，ARBを用いて適切に二相合金を作製できると判断された．
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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
2020年度は，概ね計画取りに研究を実施することができた．但し，ACCB法での試料作製については，治具の作製は完了したが，その方法を使って二相合金を作製するには至っていない．2021年度は，このACCB法によっても，二相合金を作製することを試みる．
試料作製以外，組織観察と力学試験については，概ね計画どおりに進んでいる．
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は，引き続き，高温において，種々の歪み速度での引張試験とクリープ試験を実施する．引張試験結果は，比較的変形速度が速い特性評価に，クリープ試験は変形速度が遅い特性評価に用いる．具体的には，引張試験は10-5～10-2 s-1，10-8～10-4 s-1，辺りまでの変形速度について，それぞれ評価する．
また，2021年度は組織因子の影響を明らかにする予定である．まずは強化相の結晶粒径を変えて，体積率は同じ場合の二相合金のクリープ特性に対する結晶粒径依存性について調査する．具体的には，強化相に強加工（ARB）を施し微細結晶粒を作製し，それを用いて二相合金を作製する．力学試験条件は，第一に結晶粒径が粗大化しない温度範囲，第二に試験中に結晶粒径が粗大化する温度範囲で，それぞれ実施する．これにより，二相合金を構成する強化相の高温強度に対する役割とその結晶粒径依存性を明らかにする．なお，具体的な構成相の初期結晶粒径は，<1，5，10，50 μm程度とする予定である．
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