その場反応により形成したナノ粒子分散強化型マグネシウム合金の開発

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1)原位ナノ結晶粒子によりMg-Zn-Cu-Y基金属ガラス複合材料の強化に関する研究Mg_<85>Cu_5Zn_5Y_5合金を液体急冷することによって、ナノ結晶分散型金属ガラス複合材料の形成に成功した。このナノ結晶相は、急冷状態ではhcp-Mg相であるが、熱処理を施すことによって、更にMg_<24>Y_5化合物を形成することが明らかになった。急冷状態におけるhcp-Mg粒子の粒子径と粒子間距離は、それぞれ、10-30nmおよび20-30nm以下と見積もられる。このMg_<85>Cu_5Zn_5Y_5急冷合金は、298Kにおいて467MPaの引張り破断強度を有し、この値は、商用Mg合金AZ91の強度の約2倍に相当する強さである。この合金の急冷状態および熱処理試料は、優れた延性も保持しており、粉末冶金法を利用することによって新しいタイプの低コスト高比強度材料への実用化が期待される。2)準結晶粒子強化Mg-Zn-Al-Y基合金に関する組織、機械的性質の研究Mg_<87>Zn_8Al_4Y_1銅鋳型鋳造材料(ZAY841)は、準結晶粒子分散型Mg合金となり、この準結晶相が200℃まで安定に存在することが分かった。この析出粒子はほぼ完全な準結晶構造を有し、その圧縮破壊強度および圧縮降伏強度はそれぞれ、557MPaおよび250MPaとなり、前出のAZ91合金のそれぞれ501MPaおよび209MPaを上回ることが分かった。このZAY841合金は、特に優れた高温クリープ抵抗を有しており、180℃,80MPaの変形条件において、定常クリープ速度およびクリープ歪がAZ91合金のそれらの72%及び41%であることが分かった。