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

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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。