| 研究課題/領域番号 |
21K14436
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
増田 高大 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (60838639)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 巨大ひずみ加工 / 過飽和固溶 / 時効析出 |
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| 研究実績の概要 |
アルミニウム（Al）は軽量かつ導電性に優れ、カルシウム（Ca）添加によりさらなる軽量化を図ることができる。通常CaはAl中にわずか0.002%しか固溶しないものの、本研究では、高圧ねじり（HPT）加工法を用いた巨大ひずみ導入によりCa固溶量を増大させて新たに時効特性を付与させることを目指す。
本研究では亜共晶の1%Ca, 3%Ca および共晶組成の7.6%Ca材においてHPT加工を施した。100回転後の硬さは、199HV(1%Ca)、272HV(3%Ca)および228HV(7.6%Ca)となり、3%Ca添加で最大硬さが得られた。なお、7.6%Ca材は6 GPaの高圧下で加工を施しても試料脆化が見られた。
TEM観察によると、Ca添加量によらず導入ひずみの増加とともに結晶粒の微細化を確認し、100回転後に、1%Ca材では90 nm、3%Ca材では15 nmの超微細粒となった。SEM観察およびXRD分析結果から、特に、100回転後にAl4Ca相の存在量が大幅に減少し1％Ca材では0.3%、3％Ca材では最大2.6%のCaを固溶できることが示唆された。そこで100℃で時効処理を行ったところ、それぞれ硬さが最大24 HVおよび23 HV向上することを確認し、新たに時効硬化特性を付与することができた。また130℃で時効を行った際にも時効硬化を確認しており、100℃時効材との挙動の違いについては析出物の構造の違いから検討していく必要がある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
現在までに、Al-Ca合金にHPT加工を適用することで、Ca固溶量を増大し新たに時効硬化を付与させることに成功したものの、年度途中で体調不良に陥り研究に遅れが生じた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は引張試験を行い、強度と延性を評価する。またアトムプローブ分析により、粒界や転位上へのCa原子の偏析が起こっているかを調査し、強度との相関を調査する。なお強度と導電性の両立の観点からも研究を進め、高導電率の保持に最適な組成・組織を明らかにしていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2022年度途中で体調不良に陥ってしまったため未使用額が生じた。この未使用額は次年度にアトムプローブ分析のために使用する予定である。
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