汎用マグネシウム合金の高機能発現を目指したナノ・ミクロ組織制御プロセス技術の構築

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22246094
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 鎌土 重晴 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30152846)
• 研究分担者: 宮下 幸雄 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (00303181) ; 本間 智之 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (50452082)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 汎用型マグネシウム合金 / 塑性加工 / 熱処理 / ミクロ組織 / ナノ析出物 / 動的再結晶 / 機械的性質 / 集合組織

研究概要

本研究ではマルチスケール組織制御により主に汎用熱処理型Mg-Al-Ca-Mn系合金の高性能化を目指した。高濃度合金連続鋳造材を用いた低温・低速押出しにより、410MPaの引張耐力、超々ジュラルミンを超える240MPaの疲労強度が得られる。これらの特性は、押出し中に分断されたAl-Ca化合物のピン止め効果により約1.5μmまで微細化された再結晶粒、Al-CaおよびAl-Mn-Caが濃化したナノサイズの板状および球状析出物、押出し方向に伸張した未再結晶領域の強い底面集合組織に起因する。
一方、粒界に晶出化合物が存在しない希薄合金を用いることによりアルミニウムサッシ並みの60m/minの高速押出しに成功した。押出し後の時効により規則GPゾーンも形成され、新幹線のダブルスキン構体に使用されているアルミニウム合金に匹敵する引張特性も得られる。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of different cooling rates during two casting processes on the microstructures and mechanical properties of extruded Mg-Al-Ca-Mn alloy (2012)
  • 著者名/発表者名: S.W. Xu, K. Oh-ishi, S. Kamado, H. Takahashi, T. Homma
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. A 巻: 542 ページ: 71-78
  • DOI: doi:10.1016/j.msea.2012.02.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room and elevated temperature mechanical properties in the as-extruded Mg-Al-Ca-Mn alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, S. Hirawatari, H. Sunohara, S. Kamado
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. A 巻: 539 ページ: 163-169
  • DOI: doi:10.1016/j.msea.2012.01.074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Twins, recrystallization and texture evolution of a Mg-5.99Zn-1.76Ca-0.35Mn (wt.%) alloy during indirect extrusion process (2011)
  • 著者名/発表者名: S.W. Xu, K. Oh-ishi, S. Kamado, T. Homma
  • 雑誌名: Scripta Mater 巻: 65 ページ: 875-878
  • DOI: DOI:10.1016/j.scriptamat.2011.07.053
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-strength extruded Mg-Al-Ca-Mn alloy (2011)
  • 著者名/発表者名: S.W. Xu, K. Oh-ishi, S. Kamado, F. Uchida, T. Homma, K. Hono
  • 雑誌名: Scripta Mater 巻: 65 ページ: 269-272
  • DOI: doi:10.1016/j.scriptamat.2011.04.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Mn addition on microstructure, texture andmechanical properties of Mg-Zn-Ca alloy (2011)
  • 著者名/発表者名: L.B. Tong, M.Y. Zheng, S.W. Xu, S. Kamado, Y.Z. Du, X.S. Hu, K. Wu, W.M. Gan, H.G. Brokmeier, G.J. Wang, X.Y. Lv:
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. A 巻: 528 ページ: 3741-3747
  • DOI: doi:10.1016/j.msea.2011.01.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recrystallization mechanism and the relationship between grain size and Zener-Hollomon parameter ofMg-Al-Zn-Ca alloys during hot compression (2010)
  • 著者名/発表者名: S.W. Xu, S. Kamado, N. Matsumoto, T. Honma, Y. Kojima
  • 雑誌名: Scripta Mater 巻: 63 ページ: 293-296
  • DOI: doi:10.1016/j.scriptamat.2010.04.012.
  • 査読あり
• [学会発表] Development of High Speed Extrudable MgAlloy Having Age Hardenability (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kamado, S.W. Xu, K, Oh-ishi, T. Homma
  • 学会等名: IUMRS-ICA2012, BEXCO, Busan, Korea, August
  • 発表場所: Invited Leture
  • 年月日: 20120826-31
• [学会発表] Mg-Al-Ca-Mn 系合金押出し材の組織と機械 的性質の関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋広樹、徐世偉、大石敬一郎、鎌土重 晴 、平渡末二、花木 悟、清水和紀
  • 学会等名: 軽金属学会第123回秋期大会
  • 発表場所: 千葉工業大学津田沼キャンパス
  • 年月日: 2012-11-11
• [学会発表] Mg-Al-Ca-Mn系合金押出材の疲労き裂発生および伝ぱ挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下幸雄、村山義幸、鎌土重晴、本間智 之、徐世偉
  • 学会等名: 軽金属学会第123回秋期大会
  • 発表場所: 千葉工業大学津田沼キャン パス
  • 年月日: 2012-11-11
• [学会発表] Mg-Al-Ca-Mn合金圧延材のミクロ組織と機 械的性質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野顕路、徐世偉、本間智之、鎌土重晴
  • 学会等名: 軽金属学会第121回秋期大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] Development of High Strength Magnesium Alloys by Thermomechanical Treatment (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kamado and T. Honma
  • 学会等名: The 7th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
  • 発表場所: Cairns Convention Centre, Cairns, Australia. (Keynote lecture)
  • 年月日: 20100802-06
• [産業財産権] マグネシウム合金材料、エアコン用圧縮機及びマグネシウム合金部材の製造方法 (2010)
  • 発明者名: 鎌土重晴、平渡末二、本間智之、細井秀紀、福井 毅、福島 誠
  • 権利者名: 長岡技術科学大学、サンデン(株)
  • 産業財産権番号: 特願2010-244816
  • 出願年月日: 2010-10-29