セラミックス粒子化Al基複合材料の成形と二次加工変形挙動画像解析システムの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究におけるセラミックス粒子強化Al基複合材料の成形は、反応焼結法を用いてAl基地にセラミックス強化粒子をin-situ生成させて行った。原料粉末はAl、TiO_2およびBを用い、脆性化合物(Al_3Ti)生成を抑制しかつ熱間圧延および冷間圧延による二次加工性向上を目的として、Al-(Al_2O_3+TiB_2)複合材料を作製して研究を進め、以下の結果を得た。(1) 脆性化合物の生成を抑制できた。(2) 強化粒子(Al_2O_3,TiB_2)体積分率を5%および20%になるように各粉末を混合・成形し二次加工性(熱間圧延(450℃)および冷間圧延)を調べた。さらに、前の研究の画像処理技術を応用し、二次加工変形挙動の解析を試み、デジタルカメラによる圧延後の形状解析(耳割れ(外周き裂)観察、耳割れ部を除いた有効面積算出等)を行い、以下のことが分かった。○ 体積分率20%材は、冷間圧延では大きな耳割れが生じた。○ 体積分率5%材は、冷間圧延では熱間に比べ若干耳割れが生じ易いが、有効面積87.2%が得られた。○ 圧延圧下率が高いほど耳割れを生じ易い傾向がある。これらの主な原因は、圧延素材成形の最終段階で行う熱間圧縮(560℃)後の相対密度が、体積分率5%材がほぼ100%になるのに対し20%材は96.4%程度であったためと思われる。(3) 体積分率20%材を厚さ2・3・4・5・6mmと準備し、圧延後の板厚1mmとして圧延圧下率を50%から83.3%と変化させて熱間圧延、その後、硬さ試験、引張試験等を行い、以下のことが分かった。○ 引張強さは、圧下率が50%から70%までは上昇し、それ以降減少する傾向がある。○ 伸びは、圧下率の増加とともに増加する傾向がある。○ 硬さについては、圧下率による変化は見られなかった。これらの主な原因は、圧下率が大きくなるとパス回数が増え、再結晶が起こるためと思われる。