2014 Fiscal Year Research-status Report
集合組織制御した時効硬化型アルミニウム合金板の再結晶挙動と時効挙動
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26420742
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
井上 博史 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30137236)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 温間異周速圧延 / 回復 / 再結晶 / 転位密度 / ピン止め / PSN / 結晶方位依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自動車ボディパネル用時効硬化型Al-Mg-Si合金のr値を大幅に改善し、優れた深絞り性を有する板材を得るために、冷間圧延と1パスの温間異周速圧延を適切に組み合わせた複合を行い、r値向上に好都合な{111}再結晶集合組織を溶体化処理中に効果的に発達させることを目的として、6022アルミニウム合金（Al-0.55%Mg-1.1%Si合金）の再結晶集合組織形成機構を調査した。適切な圧延条件で上記複合圧延を行うと、540℃-90sの短時間溶体化処理で{111}面が板面に平行な{111}再結晶集合組織が発達した。
{111}再結晶集合組織の形成機構を明らかにするために、複合圧延後に540℃の溶体化処理温度で短時間熱処理を施し、回復および再結晶初期段階で透過電子顕微鏡（TEM）とSEM/EBSD装置により微細組織観察と結晶方位解析を行った。
様々な結晶方位を有する変形マトリクスやサブグレインをTEM観察し、サブグレイン内の転位密度をを測定した。その結果、{111}<uvw>方位を有するサブグレインの転位密度は他の結晶方位よりも転位密度が低く、蓄積エネルギーがかなり低いことがわかった。さらに、{111}<uvw>方位はサブバウンダリー上の微細析出物の数が少なく、サブグレインの合体・成長を抑制するピン止めの影響を受けにくいと考えられる。一方、SEM/EBSD解析結果から、サブバウンダリー上の転位密度はサブグレインの結晶方位にほとんど依存しないことがわかった。したがって、再結晶の駆動力となる蓄積エネルギー差に寄与する転位は主としてサブグレイン内の転位であると考えられる。また、粗大粒子まわりに生成した再結晶粒についてSEM/EBSDで方位解析し、{111}再結晶集合組織形成に及ぼす粒子促進核生成（PSN）の影響は小さいことがわかった。
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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
交付申請書に記載した平成26年度研究実施計画に沿って研究を進めてきた。適切な圧延条件で冷間圧延と温間異周速圧延を施したAl-Mg-Si系合金において、溶体化処理により目的とする{111}再結晶集合組織が確実に得られたこと、および再結晶集合組織の形成機構を考察する上で重要な配向核生成（Oriented Nucleation）説と関係のあるサブグレインの転位密度、微細析出物によるサブグレインのピン止め、粗大粒子まわりのPSNについて、それらの結晶方位依存性が明らかになったことから、ほぼ当初の計画通りに初年度の目標を達成したと判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は配向成長（Oriented Growth）説の立場から検討を行う予定である。特に{111}<uvw>方位領域と隣接領域の結晶方位関係をSEM/EBSDを用いて解析する。{111}<uvw>サブグレインを取り囲む粒界の性格が他の結晶方位の領域と比較してどのように異なるのかを詳細に調査する。さらに、面心立方晶金属で一般的に観察されている<111>軸まわりの40°回転関係に近い方位関係がどの程度存在するのか、そしてそれが熱処理時間とともにどのように変化するのかを明らかにする。
平成26年度の研究成果とこれらの解析結果を整理して{111}再結晶集合組織の形成機構を考察するとともに、複合圧延・溶体化処理材における{111}方位成分の存在量をさらに増加させるための熱処理プロセスを検討する。熱処理条件のみで{111}方位成分を増加させることができない場合には圧延条件の変更も検討する。これらの検討により良好な結果が得られれば深絞り性の評価を行う。
最適化した圧延条件と熱処理条件で試料作製を行い、自動車の焼き付け塗装に相当する170℃で保持時間を変化させて機械的性質を評価する。通常の冷間圧延・溶体化処理材についても機械的性質を評価し、これらの試料間の違いを明らかにする。数値目標は170℃-30minの時効条件で150MPa以上の0.2%耐力を達成することである。最終的には、複合圧延後の再結晶・溶体化処理状態で深絞り性に優れ、その後の時効処理で高強度を有するAl-Mg-Si系合金板を得ることを目的とする。
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| Causes of Carryover |
主要備品（(株)島津製作所製 卓上形精密万能試験機＋試験機制御用デスクトップPC＋センサーI/O拡張ボックス）の購入金額が当初の予定よりも少ない金額で納入できたこと、および研究補助のための人件費を必要としなかった（平成26年度の研究を卒業研究等の学生のみで行った）ことから、次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の計画では、平成27年度の旅費を初年度の平成26年度や最終年度の平成28年度の旅費と比べて低く抑えていた。しかし、研究が順調に進展しているため、次年度使用額に相当する助成金を、大学院生が日本金属学会と軽金属学会で研究成果をより積極的に発表するための旅費として使用する予定である。
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