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Studies on corrosion and stress corrosion cracking of Mg alloys designed by heterogeneous microstructure control

异质组织控制设计的镁合金腐蚀与应力腐蚀开裂研究

基本信息

批准号：
21H01673
负责人：
山崎倫昭
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01673/
关键词：
マグネシウム合金腐食防食組織制御応力腐食割れ

项目摘要

本研究では，不均一組織制御を施した高強度Mg合金展伸材の腐食および応力腐食割れ（SCC）挙動の本質的解明を目指すとともに、耐SCC合金設計指針を確立することを目的とする。目的達成のために、まずはMg-Al、Mg-Zn、Mg-REといったMgにおける主要添加元素との固溶体型合金を対象とした研究を基礎としつつ、α-Mg母相がアノードサイトとなる二相合金等を研究対象として、Mg合金の静的腐食挙動を電気化学的不均一性の観点から系統的に解明する。その後、研究対象を二相合金の展伸材へ拡大し、塑性加工によって導入される幾何学的不均一性が腐食およびSCC挙動に及ぼす影響を解明する。最終的には、合金成分および化合物相形成に由来する腐食の抑制に寄与する電気化学的パラメータおよびSCC抑制に寄与する幾何学的パラメータを明らかにし、マルチモーダル微細組織制御による耐SCC合金設計指針を得る。2021年度は、LPSO相を有するMg-2 at%Y-1 at%Zn合金押出材とMg-Al二元系鋳造合金（Mg-3 wt%Al、Mg-9 wt%Al、Mg-15 wt%Alの三組成）を対象として研究を実施し、それらの腐食挙動を調査した。手法としては、従来の電気化学的測定に加え、アコースティックエミッション測定を行うことで、特にアノード分極中の腐食挙動における物理的事象の発生を捉えることに注力した。結果として、（１）電気化学的観点からは、α/LPSO二相型合金よりもα/β二相型合金の方がより強固な不働態皮膜を形成することを明らかにした。また、Mg-Al二元系合金においてはAl濃度が高くなるほどより強固な不働態皮膜を形成することも明らかとなった。（２）AE法を用いた物理的観点からは、Mg-Al二元合金の腐食挙動において水素発生、不働態皮膜の大きな破壊、孔食の進展に対応していると考えられる弾性波の放出が認められた。

This study aims to clarify the nature of corrosion and corrosion cracking (SCC) in high strength Mg alloy tensile materials with heterogeneous microstructure control and to establish design guidelines for SCC resistant alloys. Objective To achieve the basic research on the solid solution alloy of Mg-Al, Mg-Zn, Mg-RE and Mg as main additive elements, and to study the static corrosion behavior of Mg alloy, the electrochemical heterogeneity, and the solution of Mg alloy system. In this paper, the influence of geometric heterogeneity on corrosion and SCC behavior of two-phase alloys is studied. Finally, the alloy composition and compound phase formation are derived from corrosion inhibition, electrochemical corrosion inhibition and SCC inhibition, geometric corrosion inhibition, microstructure control and SCC resistant alloy design guidelines are obtained. In 2021, the study of Mg-2 at%Y-1 at%Zn alloy extrusion and Mg-Al binary alloy (Mg-3 wt%Al, Mg-9 wt%Al, Mg-15 wt%Al) was carried out to investigate the corrosion behavior of Mg-2 at %Y-1 at%Zn alloy. The method is to determine the occurrence of physical phenomena in the process of decomposition. The results show that (1) the electrochemistry of α/LPSO two-phase alloys is very important for the formation of strong non-metallic coatings. In addition, Mg-Al binary alloys have a high Al concentration and a strong non-metallic coating. (2) AE method is applied to the study of physical properties of Mg-Al binary alloys.

项目成果

期刊论文数量（34）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Intrinsic kink bands strengthening induced by several wrought-processes in Mg-Y-Zn alloys containing LPSO phase

DOI：
10.1016/j.matchar.2021.111348
发表时间：
2021-09
期刊：
Materials Characterization
影响因子：
4.7
作者：
H. Somekawa;D. Ando;K. Hagihara;M. Yamasaki;Y. Kawamura
通讯作者：
H. Somekawa;D. Ando;K. Hagihara;M. Yamasaki;Y. Kawamura

Investigation of Microstructural Factors Affecting the Plane-Strain Fracture Toughness of Mg-Zn-Y-Al Alloys Processed by Consolidation of Rapidly Solidified Ribbons

影响快凝带固结Mg-Zn-Y-Al合金平面应变断裂韧性的显微组织因素研究

DOI：
10.1007/978-3-030-72432-0_8
发表时间：
2021
期刊：
Proceedings of the 12th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications
影响因子：
0
作者：
Nishimoto Soya;Yamasaki Michiaki;Inoue Shin-ichi;Kawamura Yoshihito
通讯作者：
Kawamura Yoshihito

高靱性Mg-Zn-Y-Al急冷合金の組織形成に及ぼす冷却速度の影響

冷却速率对高韧性Mg-Zn-Y-Al快凝合金显微组织形成的影响