巨大ひずみ加工とマルテンサイト変態で組織制御した高強度・高導電性Al線材の開発

大应变加工和马氏体相变控制显微组织的高强高导铝丝的研制

基本信息

批准号：
21K14436
负责人：
増田高大
金额：
$ 3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

项目摘要

アルミニウム（Al）は軽量かつ導電性に優れ、カルシウム（Ca）添加によりさらなる軽量化を図ることができる。通常CaはAl中にわずか0.002%しか固溶しないものの、本研究では、高圧ねじり（HPT）加工法を用いた巨大ひずみ導入によりCa固溶量を増大させて新たに時効特性を付与させることを目指す。本研究では亜共晶の1%Ca, 3%Ca および共晶組成の7.6%Ca材においてHPT加工を施した。100回転後の硬さは、199HV(1%Ca)、272HV(3%Ca)および228HV(7.6%Ca)となり、3%Ca添加で最大硬さが得られた。なお、7.6%Ca材は6 GPaの高圧下で加工を施しても試料脆化が見られた。TEM観察によると、Ca添加量によらず導入ひずみの増加とともに結晶粒の微細化を確認し、100回転後に、1%Ca材では90 nm、3%Ca材では15 nmの超微細粒となった。SEM観察およびXRD分析結果から、特に、100回転後にAl4Ca相の存在量が大幅に減少し1％Ca材では0.3%、3％Ca材では最大2.6%のCaを固溶できることが示唆された。そこで100℃で時効処理を行ったところ、それぞれ硬さが最大24 HVおよび23 HV向上することを確認し、新たに時効硬化特性を付与することができた。また130℃で時効を行った際にも時効硬化を確認しており、100℃時効材との挙動の違いについては析出物の構造の違いから検討していく必要がある。

铝（AL）是轻巧的，具有出色的电导率，钙（CA）的添加可以进一步减轻重量。尽管CA通常仅在AL中溶解0.002％，但本研究旨在通过使用高压扭转（HPT）处理方法引入巨大的应变来增加CA固定溶液的量，并赋予新的衰老特征。在这项研究中，将HPT应用于高压级别1％Ca，3％Ca和7.6％Ca，Eutectic Composing。 100革命后，硬度为199HV（1％Ca），272hv（3％Ca）和228hv（7.6％Ca），并在添加3％Ca时获得了最大硬度。此外，即使在高压6 GPA的高压下处理7.6％Ca材料时，也观察到样品含量。根据TEM观察结果，随着引入应变的增加而不管添加的CA量增加，谷物被改进，经过100次旋转后，1％Ca材料的谷物在90 nm时非常细，对于3％Ca材料而言，谷物在90 nm中非常细。 SEM观察结果和XRD分析的结果表明，经过100次革命，AL4CA相的丰度显着降低，并且CA可以在1％CA中溶解为0.3％，而3％CA中的CA可以溶于1％。因此，当在100°C下进行衰老时，证实硬度分别增加了24和23 hv，并提供了新时代的硬化特性。此外，当在130°C下进行衰老时，还确认了年龄硬化，并且有必要根据沉淀物结构的差异来考虑100°C老化材料的行为差异。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

Phase transformations in Al-Ti-Mg powders consolidated by high-pressure torsion: Experiments and first-principles calculations

高压扭转固结的 Al-Ti-Mg 粉末中的相变：实验和第一性原理计算

DOI：
10.1016/j.jallcom.2021.161815
发表时间：
2021
期刊：
Journal of Alloys and Compounds
影响因子：
6.2
作者：
Tang Yongpeng;Murayama Mitsuhiro;Edalati Kaveh;Wang Qing;Iikubo Satoshi;Masuda Takahiro;Higo Yuji;Tange Yoshinori;Ohishi Yasuo;Mito Masaki;Horita Zenji
通讯作者：
Horita Zenji

Electrical conductivity characterized at varying strains in spiral cut high-pressure torsion discs

螺旋切割高压扭盘中不同应变下的电导率特征