• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

超音波計測と第一原理計算によるアルミニウム合金の高温粒界脆化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26820009
研究機関大阪大学

研究代表者

谷垣 健一  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40631875)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードA5083合金 / 高温脆化 / 粒界結合力
研究実績の概要

Mgを5%程度含むアルミ実用合金としてA5083合金に注目し,1 ~ 237ppmのNa不純物を含むA5083合金の高温での機械的性質について調査した.本研究ではNa量の異なる試料を4種類,更にそれぞれに対して標準材と粗粒材の2通りの試料から試験片を切り出し,高温引張試験に供した,その結果,1ppmのNa不純物を含む試料は高温域においても十分に延性を示すが,7ppm以上のNa不純物を含む試料は400 ~ 500℃で延性が低下することを実験的に示した.また,粗粒材は標準材よりも延性が低いことが明らかとなった.さらに,237ppmのNa不純物を含むA5083合金は室温においても著しい脆化を示した.これにより,Na偏析がアルミニウム粒界に及ぼす影響は,高温だけではなく室温においても起こることをはじめて実験的に明らかにした.また,Na不純物によりA5083合金が高温脆化する場合,ヤング率も低下する傾向が見られた.アルミニウム粒界中の偏析元素に関する第一原理計算は,計算コードQuantum espressoを用いて行った.Σ5(311)/[001]結晶粒界中に不純物原子が偏析したモデルを構築し,偏析元素が粒界結合力に及ぼす影響を調査した.Naの添加により粒界の結合力および弾性率が大きく低下し,Inについても程度は小さいが傾向としては同様であった.しかしNaとInが同時に粒界中に偏析するときには破壊の形態が変化し,Al-偏析元素間の結合が強化されていることが示唆された.これにより、Al合金の粒界脆化や溶融In浸漬による脆化抑制メカニズム解明に対する重要な知見が得られた.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 5083アルミニウム合金の高温延性に与える微量ナトリウムおよび結晶粒径の影響2015

    • 著者名/発表者名
      藤原祐樹、谷垣健一、堀川敬太郎、小林秀敏
    • 学会等名
      軽金属学会関西支部 若手研究者・院生による研究発表会
    • 発表場所
      大阪府立大学 I-SITEなんば
    • 年月日
      2015-12-16 – 2015-12-16
  • [学会発表] 不純物元素の偏析がAl結晶粒界の結合力に 及ぼす影響に関する第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      谷垣 健一、平 健介、堀川 敬太郎、小林 秀敏
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-23
  • [学会発表] 5083アルミニウム合金の高温延性に微量ナトリウムが与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      藤原祐樹、谷垣健一、堀川敬太郎、小林秀敏
    • 学会等名
      第128回軽金属学会春期大会
    • 発表場所
      東北大学 青葉山キャンパス
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-17

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi