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圧力制御による超高強度アルミニウム合金の開発

压力控制超高强度铝合金的开发

基本信息

批准号：
19J01767
负责人：
増田高大
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに、Al-Cu系合金にて固溶量を11.5%に増大でき、固溶強化と析出強化により最大で206 HVに高強度化できることを示した。今年度は、高圧ねじり（HPT）加工を用いた結晶粒微細化により、さらなる高強度化を試みた。HPT加工は、直径2 mmの試料においてもひずみを効果的に導入するため、リング状の真鍮材料に試料を埋め込んだ状態で実施した。これにより、10回転の加工で最大30の相当ひずみを導入可能となった。その結果、硬さは試料外周部で227 HVとなり、結晶粒微細化により大幅な強度向上が達成できた。かつ相当ひずみ10以上の導入で、定常状態となることが明らかとなった。その後80℃で時効を行うことで、硬さはさらに向上し最大で235 HVとなった。これらはいずれもAl-4%Cu材にHPT加工を施した際の強度を上回っており、固溶量増大で一層の高強度化に繋がることが明らかとなった。しかし、時効硬化量に着目すると、固溶量を増大した効果はみられず8 HV程度であった。これは時効中に析出物形成ではなく粒界偏析が促進されたためと考えられる。すなわち、Al-Cu系では偏析元素はAlよりも原子半径の小さなCuのみであるため、小角粒界の応力場を効果的に緩和出来ず、高強度化にあまり寄与しなかったことが示唆された。また引張試験は、微小電子機械システム(MEMS)を用いたマイクロ引張試験により行った。これにより、高圧下における固溶量増大とHPT加工の併用で、引張強度も710 MPaに高強度化できることが明らかとなった。

In the past year, the solid solution content of Al-Cu alloy increased by 11.5%, the solid solution strengthening and precipitation strengthening reached the maximum of 206 HV, and the strength increased. This year, high pressure (HPT) processing is used in the refinement of crystal grains, and high strength is tried. HPT processing of 2 mm diameter of the sample, the introduction of the sample, the sample shape of the sample, the state of the sample The maximum processing time of 10 cycles is 30 cycles. As a result, the hardness of the outer periphery of the sample is 227 HV, and the crystal grain is finely divided, and the strength is greatly increased.かつ相当ひずみ10以上の导入で、定常状态となることが明らかとなった。After 80℃, the maximum voltage is 235 HV. The strength of Al-4%Cu material during HPT processing is increased, the solid solution content is increased, and the strength of one layer is increased. The amount of solid solution increases with the increase of curing time. The formation of precipitates in the middle of the grain is promoted. Al-Cu system is composed of Al, Cu, Cu Micro-electronic mechanical systems (MEMS) The increase of solid solution under high pressure and the combination of HPT processing and tensile strength of 710 MPa increase the strength.

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

時効硬化型アルミニウム合金の固溶量と析出挙動に及ぼす高圧力の影響とその場解析

高压对时效硬化铝合金固溶度和析出行为的影响及原位分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
増田高大;廣澤渉一;美藤正樹;堀田善治;新名亨;入舩徹男;肥後祐司;丹下慶範;大石泰生
通讯作者：
大石泰生

Al-Cu合金の高圧下における固溶過程のその場観察と固溶限拡大を活用した高強度化

Al-Cu合金高压固溶过程的原位观察及利用固溶极限扩展提高强度

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
増田高大;廣澤渉一;堀田善治;新名亨;入舩徹男;肥後祐司; 丹下慶範;大石泰生
通讯作者：
大石泰生

超高強度アルミニウム合金の開発を目指して

致力于开发超高强度铝合金

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
増田高大、Xavier Sauvage;堀田善治
通讯作者：
堀田善治

Mechanical properties and electrical conductivity of ultrafine-grained aluminum consolidated by high-pressure sliding

高压滑动固结超细晶铝的力学性能和电导率

DOI：
10.1016/j.mtla.2020.100916
发表时间：
2020
期刊：
Materialia
影响因子：
3.4
作者：
Tang Yongpeng;Komatsu Takuya;Masuda Takahiro;Arita Makoto;Takizawa Yoichi;Yumoto Manabu;Otagiri Yoshiharu;Horita Zenji
通讯作者：
Horita Zenji

高圧下における溶体化処理を利用した時効硬化型アルミニウム合金の高強度化

利用高压固溶处理提高时效硬化铝合金的强度