2014 Fiscal Year Research-status Report
階層的材料評価法を利用した巨大ひずみ加工複相材料の組織・強度変化の究明
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25420753
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 尚 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50402649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 義見 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50231014)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 構造・機能材料 / 巨大ひずみ加工 / 複合材料 / 3次元組織観察 / 異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Al母相中に板状Al3Ti粒子が分散したAl-Al3Ti複相材料(Al-5mass%Ti合金)への巨大ひずみ加工に伴う硬質粒子の破壊メカニズムについて調査した．繰返し押し出し加工(ECAP)を施した複相材料に対し，Al3Ti粒子の形状および結晶学的情報をシリアルセクショニング法および電子線後方散乱回折法を組み合わせることで3次元的に評価した．その結果，Al3Ti粒子は，ECAPに伴い，双晶変形が発生した後，双晶面である(112)にて優先的に破壊することが分かった．すなわち，Al-Al3Ti複相材料への巨大ひずみ加工に伴うAl3Ti粒子の破壊挙動は，Al3Ti粒子の双晶面における優先的な破壊と，それに伴う板状から粒状への形状変化およびAl母相の塑性流動に従った空間分布の変化によるものであることが明らかとなった．
また，巨大ひずみ加工に伴うAl-Al3Ti複相材料のヤング率変化についても調査した．ここで用いた巨大ひずみ加工は多軸鍛造法(MDF)である．また，比較としてMDFに伴う純Alのヤング率の変化も調査した．MDFによって導入されたひずみ量が増加するにつれて，複相材料中のAl3Ti粒子は微細化した．それに伴い，複相材料のヤング率はわずかに増加した．しかし，純Alのヤング率もMDFに伴い増加していた．そのため，この複相材料へのMDFに伴うヤング率の増加はAl3Ti粒子の微細化に因るものでない．複相材料へのMDFに伴うヤング率増加は，Al母相の結晶粒微細化に起因するものであることが分かった．
さらに，Al-Al3Ti複相材料への異周速圧延に伴うAl3Ti粒子空間分布の変化も調査した．その結果，ECAPと同様に，Al3Ti粒子分布はAl母相の塑性流動に従って変化することを見出した．
以上の知見は，複相材料への加工による組織や強度の制御技術として学術的・工業的に重要である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度までに，板状Al3Ti粒子を有するAl-Al3Ti複相材料への巨大ひずみ加工に伴う硬質粒子の破壊挙動およびそのメカニズムまで明らかにすることができた．さらに，平成27年度に実施を予定していたAl-Al3Ti複相材料への摩擦攪拌プロセスに伴う硬質粒子破壊挙動に関する研究を前倒しで実施し，それに加えて複相材料への異周速圧延に伴う硬質粒子破壊挙動に関する研究も平成26年度までに実施できた．しかし，巨大ひずみ加工を施した複相材料中の硬質粒子分布に及ぼす硬質粒子形状の影響は明らかになっていない．その問題の解決策は平成26年度中に見出すことが出来たため，平成27年度には完了する予定である．以上より，本研究の目標はおおむね達成できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は，平成26年度に引き続き，巨大ひずみ加工を施した複相材料の硬質粒子分布および機械的性質に及ぼす硬質粒子形状の影響について調査する．また，平成27年度は，これまでの実験にて得られた3次元構築像をより定量的に解析することで，複相材料中の硬質粒子分布とその機械的性質の関係をより明確にする．その関係を体系的に整理することにより，巨大ひずみ加工による複相材料の組織制御法および機械的性質の制御法の指針を検討する．さらに，これまでに得られた知見を学術論文にまとめ，国際学術雑誌に投稿する．
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Research Products
(9 results)
