Development of bake-hardenable wrought magnesium alloy with excellent room temperature formability

具有优异室温成形性的烘烤硬化变形镁合金的开发

• 批准号: 21H01675
• 负责人: 佐々木 泰祐
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 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-21H01675/
• 关键词: マグネシウム合金; ベークハード性; 析出強化; 強度; 成形性; べークハード性; 微細組織; 微細組織解析; 析出

本研究では、我々が世界に先駆けて開発したBH型マグネシウム(Mg)合金におけるBH 性の発現に及ぼす添加元素種や添加量、強化メカニズムに関する詳細な検討を進め、Mg 合金におけるBH性の学理の解明に取り組む。前年度までに、Zn添加量を系統的に変化させたMg-Zn-Ca圧延合金を作製してBH性の評価を行ったところ、Zn添加量が3wt.%程度の希薄合金のみならず、時効処理によりβ’相が析出する高濃度合金もBH性を示すという、当初予想していなかった結果が得られた。2022年度はまずこの点に注目し、Mg-5wt.%Zn合金やMg-9wt.%Al合金において、時効析出挙動におけるひずみ導入の影響を調べ、ひずみの付与に伴って過剰空孔が導入されれば、通常の時効処理中にG.P.ゾーンが析出しないこれらの合金にもG.P.ゾーンが析出することを明らかにした。さらに、BH性の発現メカニズムについてもさらに詳細な検討を進めた。Mg-Zn-Ca圧延合金は、2%の引張ひずみを導入した後の時効処理（BH処理）によって、G.P.ゾーンの析出と溶質元素の転位芯への偏析がZn濃度によらず生ずる。一方、BH処理による強度の増分は、Zn添加量が増加すると減少する傾向にある。そこでフェーズフィールド・転位動力学計算により転位芯への元素偏析による強度の増加量をシミュレートしたところ、希薄合金のようにCaとZnが共偏析した場合と、高濃度合金のようにZnが偏析した場合で大きな相違はなかった。したがって、BH性の大小にはG.P.ゾーンの組成が決定的な影響を及ぼし、高いBH性を実現するにはCaとZnが濃化したG.P.ゾーンの形成が極めて重要であることが明らかになった。以上の結果から、2022年度までに優れたBH性を発現するマグネシウム合金の設計指針を構築することができた。

In this study, we have developed a world-class BH type alloy and its development, as well as a detailed study of the relationship between the amount of additive elements and the strengthening of the alloy. In the past year, the amount of Zn added was 3 wt.%, and the Mg-Zn-Ca alloy was prepared according to the evaluation of BH properties. The high concentration alloy is expected to be deposited in the first place. In 2022, Mg-5wt.% Zn alloy Mg-9wt.% Al alloy, time precipitation, internal influence, internal This is the first time that a person has been involved in an investigation. Mg-Zn-Ca alloy was treated with BH treatment after the introduction of 2% Zn concentration, and the segregation of Zn concentration was caused by the precipitation of soluble elements in G.P. The intensity of BH treatment increased and Zn addition decreased. For example, the calculation of the kinetic parameters of the alloy core, the increase of the strength of the alloy core, the co-segregation of Ca and Zn, and the co-segregation of Zn in the alloy with high concentration. The size of the BH property determines the composition of the G. P. and the concentration of Ca and Zn in the BH property. The above results show that in 2022, the design guidelines for the alloy will be established.

项目成果

Why rolled Mg-Al-Ca-Mn alloys are less responsive to aging as compared to the extruded

• DOI: 10.1016/j.scriptamat.2023.115513
• 发表时间: 2023-04-26
• 期刊: SCRIPTA MATERIALIA
• 影响因子: 6
• 作者: Bhattacharyya，J. J.;Sasaki，T. T.;Agnew，S. R.
• 通讯作者: Agnew，S. R.

The interplay between solute atoms and vacancy clusters in magnesium alloys

镁合金中溶质原子与空位簇之间的相互作用

• DOI: 10.1016/j.actamat.2023.118805
• 发表时间: 2023
• 期刊: Acta Materialia
• 影响因子: 9.4
• 作者: Yi Peng;Sasaki Taisuke T.;Eswarappa Prameela Suhas;Weihs Timothy P.;Falk Michael L.
• 通讯作者: Falk Michael L.

Unexpected strengthening effect by basal plate precipitates in Mg-Ca-Zn alloys

Mg-Ca-Zn 合金中基板析出物的意外强化效果

• 发表时间: 2022
• 作者: Luo Xuan;佐々木 泰祐;Li Zehao;宝野 和博
• 通讯作者: 宝野 和博

Origin of the rapid age hardening and formation of the G.P. zones in Mg-Ca-Zn base alloys

快速时效硬化和 G.P. 形成的起源。

• 发表时间: 2021
• 作者: Li Zehao;Sasaki Taisuke;Uedono Akira;Kazuhiro Hono
• 通讯作者: Kazuhiro Hono

Deformation induced solute segregation and G.P. zone formation in Mg-Al and Mg-Zn binary alloys

• DOI: 10.1016/j.scriptamat.2022.114924
• 发表时间: 2022
• 期刊: Scripta Materialia
• 影响因子: 6
• 作者: T. Sasaki;J. Lin;Peng Yi;Z.H. Li;S. Prameela;A. Park;E. Lipkin;Andrew Lee;M. Falk;T. Weihs;K. Hono