メカニカルアロイング法により作製した高速超塑性A1合金の成形に関する研究

机械合金化法高速超塑性A1合金成形研究

• 批准号: 09228210
• 负责人: 石川 孝司
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09228210/
• 关键词: 高速超塑性; メカニカルアロイング; 成形性; 鍛造; 張出し; 有限要素解析

従来の超塑性材料は,遅い成形速度に問題があり,多様生産には不向きであったが,メカニカルアロイング(MA)により作製した高速超塑性アルミニウム合金はその壁を打破するものとして期待されている.報告者らは,MA押出し材を独自に作製し,超塑性特性に及ぼすMA時間及び押出し温度の影響を調べた.また,この種の超塑性材の実用化を念頭におき,機械プレス(20〜100spm)による成形性について,押出し材の鍛造および圧延板材の張出し実験を行い,油圧プレス(加工スピードは機械プレスの1/1000程度)による結果と比較した.さらに有限要素解析によりその変形状態を解析した.作製したMA-A1合金は,ひずみ速度2.5_S^<-1>で200%以上の高い伸びを示し,室温強度でも800MPa以上と高強度であった.475℃の据込みにおいて,油圧プレスでは据込み率が約0.7で破壊してしまうが,機械プレスでは,据込み率が0.9でも割れは発生せず,限界はさらに上である.このように475℃で機械プレスを用いたときは,超塑性変形により極めて高い限界を示す.また,スパイク鍛造での機械プレスによるスパイク山高さは,油圧プレスの3倍であった.張出し限界は,加工速度の速い機械プレスの方が遅い油圧プレスより1.5倍ほど限界が高く,変形速度が増加すると伸び値も増加するという引張試験の結果と一致した.油圧プレスでは張出し頂点近傍の位置にひずみが集中しており,それが破断に達するが,機械プレスでは変形が分散しており,これが限界を高めている.これは,解析でも再現できた.メカニカルアロイング法により作製したA1合金は,鍛造および張出しについて,実際の機械プレスで優れた加工性を示すことが明らかとなり,低いひずみ速度でないと超塑性特性が発現しないという従来の超塑性材の最大の障害の一つが取り除かれ,実用材料として利用できることが明らかになった.

The problem of forming speed of superplastic materials in the future is that the multi-dimensional production process is not stable, and the high-speed superplastic alloy is not stable. The authors note that MA extrusion is controlled independently, superplasticity properties and the effects of MA time and extrusion temperature are regulated. In addition, this kind of superplastic material is used in the idea, mechanical pressure (20 ~ 100spm), formability, extrusion, forging and tension of the sheet metal, oil pressure (processing speed is 1/1000 of the mechanical pressure), and the results are compared. The finite element analysis is performed to analyze the shape of the object. MA-A1 alloy is manufactured with an internal velocity of 2.5_S^<-1>&gt; 200% and a high tensile strength of 800MPa or more at room temperature. The oil pressure is reduced to about 0.7 according to the internal velocity. The mechanical pressure is reduced to about 0.9 according to the internal velocity. At 475℃, the mechanical deformation is limited to the maximum. The oil pressure is 3 times higher than the mechanical pressure of the forging machine. The results of the tension test are consistent with each other. The oil pressure is concentrated in the position near the apex, and the mechanical pressure is dispersed in the position near the apex. The analysis of this problem is very difficult. A1 alloy is manufactured by forging and stretching, and its mechanical properties are excellent. Superplastic properties are developed at low speeds. The greatest barrier to superplasticity is the use of materials.

项目成果

T.Ishikawa N.Yukawa et.al.: "Formability of Superplastic Aluminum Alloy Processed by Mechanical Alloyin" J.of Materials Processing Technology. 68. 236-240 (1997)

T.Ishikawa N.Yukawa 等人：“机械合金加工超塑性铝合金的成形性”J.of Materials Manufacturing Technology。

T.Ishikawa N.Yukawa et.al.: "Superplastic Forming of Aluminum Alloy Sheet Processed by Mechanical Alloying" Materials Science Forum. 233-234. 185-192 (1997)

T.Ishikawa N.Yukawa 等人：“机械合金化加工铝合金板的超塑性成形”材料科学论坛。