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2012 年度 実績報告書

微細ラメラ組織を利用した超高強度耐熱マグネシウム合金の創成

研究課題

研究課題/領域番号 22560695
研究機関東京工業大学

研究代表者

寺田 芳弘  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (40250485)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードマグネシウム合金 / Mg-Ca系 / クリープ変形 / ラメラ組織 / 転位 / クリープ変形機構 / クリープパラメータ
研究概要

Mg-Ca系亜共晶合金は,初晶α-Mg相と共晶α-Mg/C14-Mg2Ca微細ラメラの混合組織を有する。マグネシウム合金の高温強度向上に果たす微細ラメラ組織の有用性を評価するために,三種類のMg-Ca系亜共晶合金および一種類のMg-Ca系過共晶合金について,そのクリープ特性を温度473K,応力60MPa以下の低応力において調査した。本年度は,クリープ強度に及ぼす初晶体積率の影響および本系合金における転位下部組織を明らかにするとともに,クリープ変形機構についても調査を行った。得られた成果を,以下に総括する。(1)応力負荷直後の遷移クリープ域初期において,クリープ速度は亜共晶・過共晶によらず,またCa量によらずほぼ一定となり,その応力指数は1となる。これに対し,最小クリープ速度の応力指数は4となる。これらの結果は,過共晶も含め本系合金のクリープ変形機構が転位の上昇運動であることを示唆している。(2)初晶α-Mg粒内および共晶α-Mg/C14-Mg2Caラメラ組織内部ともに,鋳造時に多量の転位が導入される。ラメラ組織中の転位は,α-Mg相およびC14-Mg2Ca相の2つの相を貫通するように存在している。初晶α-Mg粒内に導入された転位は,底面上成分と非底面上成分から構成されている。転位の非底面上成分は,鋳造時には滑らかな形状を有しているが,高温保持中に底面に平行なステップを示すようになる。転位の底面上成分は,応力を負荷すると底面上を容易すべりし,張出した形状となる。また,ジョグはクリープ中にクライムを使って前進し,底面上成分に追従する。本合金のクリープ中における個々の転位の動きは,転位の底面上成分の容易すべりと非底面上成分であるジョグの上昇運動とのコンビネーションによって生ずる。α-Mg相を被覆する共晶微細ラメラ組織は,ジョグのクライム速度を低減させる働きを有する。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (19件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Plastic Deformation of the C14 Laves Phase (Fe,Ni)2Nb2013

    • 著者名/発表者名
      N.Takata, H.G.Armaki, Y.Terada, M.Takeyama, K.S.Kumar
    • 雑誌名

      Scr. Mater

      巻: 68 ページ: 615-618

    • DOI

      doi:10.1016/j.scriptamat.2012.12.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe-20Cr-30Ni-2Nbオーステナイト系耐熱鋼の1073Kにおける水蒸気雰囲気下でのクリープ特性2013

    • 著者名/発表者名
      味噌作裕
    • 雑誌名

      耐熱金属材料123委員会研究報告

      巻: 54 ページ: 7-17

  • [雑誌論文] Precipitation Kinetics and Morphology of Fe2Nb TCP Phase and Ni3Nb GCP Phase in Novel Fe-Cr-Ni-Nb Austenitic Heat Resistant Steels at 1073 K2013

    • 著者名/発表者名
      Fagang Gao
    • 雑誌名

      耐熱金属材料123委員会研究報告

      巻: 54 ページ: 19-31

  • [雑誌論文] Mg-Ca二元系亜共晶合金における高温クリープ挙動2012

    • 著者名/発表者名
      柴山淳史, 寺田芳弘, 村田純教, 森永正彦
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 76 ページ: 251-255

    • URL

      http://www.jim.or.jp/journal/j/76/04/251-255.html

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Creep Properties of Binary Mg-Ca Cast Alloys at 473 K2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Shioda
    • 雑誌名

      Materials Science and Technology of Japan

      巻: 49 ページ: 132-138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe-Ni-Nb-Mo4元系におけるγ-Fe/TCP/GCP相間の高温における相平衡と元素分配2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木洸介
    • 雑誌名

      耐熱金属材料123委員会研究報告

      巻: 53 ページ: 205-215

  • [学会発表] Precipitation of Grain Boundary Fe2Nb Laves Phase at 1073 K in Novel Fe-Cr-Ni-Nb Austenitic Heat Resistant Steels2013

    • 著者名/発表者名
      Fagang Gao
    • 学会等名
      日本金属学会2013年春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] 粒界をFe2Nb Laves相で被覆したオーステナイト系耐熱鋼の室温靭性と変形2013

    • 著者名/発表者名
      高田尚記
    • 学会等名
      日本金属学会2013年春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] 鍛造Ni基超合金Inconal 718における組織形態に及ぼす時効熱処理の影響2013

    • 著者名/発表者名
      井田駿太郎
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第165回春季講演大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] Fe-20Cr-30Niオーステナイト鋼における高温クリープ強度に及ぼす結晶粒界の役割2013

    • 著者名/発表者名
      岩崎哲也
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第165回春季講演大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] Fe-20Cr-35Ni-2.5Nbオーステナイト系耐熱鋼の800℃における組織とクリープ特性2013

    • 著者名/発表者名
      大阪太郎
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第165回春季講演大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] Phase Equilibria and Stability among γ-Fe/TCP/GCP Phases in Fe-Ni-Nb-Mo Quaternary System at Elevated Temperatures2012

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Suzuki
    • 学会等名
      2012 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      20121125-20121130
  • [学会発表] Creep Behavior of Fe-20Cr-30Ni-2Nb Austenitic Heat Resistant Steels under Steam Atmosphere at 1073 K2012

    • 著者名/発表者名
      Yu Misosaku
    • 学会等名
      2012 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      20121125-20121130
  • [学会発表] Effect of Dislocation Sources on Slip in Fe2Nb Laves Phase with Ni in Solution2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takata
    • 学会等名
      2012 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      20121125-20121130
  • [学会発表] Fe2Nb Laves Phases as a Promising Strengthener in High-Temperature Structural Steels2012

    • 著者名/発表者名
      Masao Takeyama
    • 学会等名
      2012 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      20121125-20121130
  • [学会発表] 鍛造Ni基超合金におけるγ'相の組織形態と格子ミスフィット2012

    • 著者名/発表者名
      久澤大夢
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第164回秋季講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      20120917-20120919
  • [学会発表] Fe-20Cr-30Ni-2Nbオーステナイト系耐熱鋼の1073Kにおけるクリープに及ぼす粒界Laves相の影響2012

    • 著者名/発表者名
      木村尭弘
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第164回秋季講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      20120917-20120919
  • [学会発表] Fe-20Cr-30Ni-2Nbオーステナイト系耐熱鋼の水蒸気雰囲気中での1073Kにおけるクリープ特性2012

    • 著者名/発表者名
      味噌作裕
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第164回秋季講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      20120917-20120919
  • [学会発表] Fe-Ni-Nb-M4元系におけるγ-Fe/TCP/GCP相間の相平衡と遷移金属元素の分配2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木洸介
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第164回秋季講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      20120917-20120919
  • [学会発表] Precipitation and Morphology of Fe2Nb and Ni3Nb Intermetallic Phases in Carbon Free Fe-Cr-Ni-Nb Steels at 1073 K2012

    • 著者名/発表者名
      Fagang Gao
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第164回秋季講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      20120917-20120919
  • [学会発表] 炭素無添加Fe-Cr-Niオーステナイト系耐熱鋼におけるσ相生成と析出形態2012

    • 著者名/発表者名
      広澤 拓
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第164回秋季講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      20120917-20120919
  • [学会発表] Effect of Grain Boundary Misorientation on the Precipitation of Fe2Nb Laves Phase in Fe-20Cr-30Ni-2Nb Steels2012

    • 著者名/発表者名
      Ruihui Zhang
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第164回秋季講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      20120917-20120919
  • [学会発表] 金属間化合物を強化相とするFe-Cr-Ni-Nb系オーステナイト耐熱鋼の1073Kにおけるクリープ2012

    • 著者名/発表者名
      木村尭弘
    • 学会等名
      第73回日本熱処理技術協会講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      20120614-20120615
  • [学会発表] Ni基鍛造合金Inconel X-750におけるγ'相の析出形態と格子ミスフィット2012

    • 著者名/発表者名
      久澤大夢
    • 学会等名
      第73回日本熱処理技術協会講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      20120614-20120615
  • [学会発表] Fe-Cr-Niオーステナイト耐熱鋼におけるσ相の生成と析出形態2012

    • 著者名/発表者名
      広澤 拓
    • 学会等名
      第73回日本熱処理技術協会講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      20120614-20120615
  • [図書] Proc. of the 12th Intern. Conf. on Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Terada
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      Dislocation Movements during High-Temperature Creep in Die-Cast Mg-Al-Ca Alloys

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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