ナノ結晶化アルミニウム粉末合金の高速超塑性特性とその粒径依存性に関する研究

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高強度2024Al-3Fe-5Ni粉末(RS)合金のミクロ組織微細化法として,メカニカルアロイング法(MA),および熱間押出し-温間圧延法を検討し,その高速超塑性特性について研究した.その実験の方法として,(1)2024Al-3%Fe-5mass%Niアトマイズ粉末に43hのMAを加え,熱間圧粉によって厚板(MA材)を作成.それから切り出した試験片の高温圧縮試験を行った.(2)押出し材に,適切な条件の温度圧延(圧延温度:573K,圧延率:55%)を付加し板材(RS材)を作成し,温度T_1=713〜793K,ひずみ速度ε=10^<-3>〜10s^<-1>の条件で引張試験を行った.その際,の組織制御法として,(a)昇温速度(低速昇温:50K/min,高速昇温:155K/min),(b)焼きなまし温度が,超塑性特性に及ぼす影響を調査研究した.得られた研究結果は下記のとおりである1.MA材では,約200nmの,またRS材では約500nmサイズの微細亜結晶粒組織を有する板材を得た.2.MA材では,773Kでm≧0.3となり高速超塑性を示すが,そのしきい応力は大きい.MA材の温間圧延を試みたが割れを発生し易く圧延が困難であった.3.各変形温度への高速昇温によって,RS材は固相線温度(=775K)に近い773の高温度から低温度の713Kの温度範囲で,3s^<-1>以上の高ひずみ速度で300%以上の破断伸びが示し高速超塑性を発現した.4.高速超塑性及びその低温度化に対し,結晶粒組織の微細化が本質的に極めて重要である.5.MA材とRS材の高速超塑性変形に対し粒界すべりの役割が重要であるが,試験温度の低下に伴いその寄与割合が低下し,転位クリープの寄与が増すと考えられた。