相変態および組織制御による超マグネシウム合金の開発

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本研究では、従来軽量合金を凌駕する超マグネシウム合金開発を目的とし、Mg-Sc合金について、相変態制御と結晶粒径制御により更なる高強度・高延性の達成と室温超弾性実現による高付加価値付与を目指すものであった。平成29年度は、結晶粒径制御のための知見を得るため、冷間圧延にて加工する際の温度や時間といった条件と結晶粒径の関係について調査した。また、マルテンサイト変態を用いた用途として制振材料を見据えているため、Mg-Sc合金の各相における内部摩擦測定を行った。この実験は、当初の計画では平成31年度の実施を予定していたが、新天地での試料作製に手間取ったため、小さいサイズでも測定が行えるナノインデンタを用いた内部摩擦の測定を前倒しで行った。その結果の概要を以下に記す。冷間圧延時の条件と結晶粒径の関係について: bcc域で短時間の焼鈍を挟みながら冷間圧延を繰返し施すことで数μmの結晶粒径を有するbcc単相Mg-Sc合金を得ることができた。一方、bcc域は融点直下のため、数度のずれが大きな影響を与える可能性を考え10度刻みで焼鈍温度を振ったが、再結晶に要する時間や粒径自体に大きな違いはみられなかった。内部摩擦測定について: 0.1~300 Hzの周波数域にてMg-Sc合金内に存在した焼入れマルテンサイト相の内部摩擦を測定したところ、全周波数域においてMg-Sc合金のbccやhcp相に比して5倍程度の高い値を示した。この結果は、Mg-Sc合金のマルテンサイト相は高い制振特性を示す可能性があることを示唆している。