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電磁振動力を利用した金属組織微細化法の直接観察と溶融加工プロセスへの応用

利用电磁振动力直接观察金相细化方法及其在熔体加工过程中的应用

基本信息

批准号：
02J20087
负责人：
水谷予志生
金额：
$ 2.11万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに、純銅(無酸素銅とタフピッチ銅)でも電磁振動により結晶粒が微細化されることが分かったが、実際に測定した結晶粒径は再結晶の影響を受けている可能性のあることが考えられた。これは電磁振動による微細化の傾向には影響を与えないものの、電磁振動の効果を直接調べるために、純アルミニウムと純マグネシウムの凝固過程にも電磁振動を印加し、結晶粒の微細化を試みた。純アルミニウムの場合、温度勾配が約3K/mmの条件では、99.99%と99.9%の純度では微細化が起こらず、99.7%に純度を下げて初めて微細化した。電磁振動による微細化の機構は、マイクロエクスプロージョンによるデンドライトの分断であると考えており、99.99%Alと99.9%Alのように純度の高い純金属の場合、容易に平滑界面凝固するため微細化しなかったのではないかと考えられる。99.7%Alでは、不純物が濃化することにより固液界面形態が平滑界面からセルあるいはデンドライトへと遷移し、微細化が可能になったと考えられる。従って、他の凝固条件を変えることで、固液界面形態がセルあるいはデンドライトにすることにより微細化できることが予想された。そこで、固液界面形態が乱れやすくなるように試料長手方向の温度勾配を約1K/mm以下と緩やかにしたところ、微細化する領域が格段に広がった。また、温度勾配が約3K/mmの条件では微細化しなかった純マグネシウム(99.9%)も約1K/mm以下にすることで微細化した。このことから、電磁振動による凝固組織微細化には固液界面の形状制御が重要であると考えられた。実際の固液界面形状を調べるため、凝固中の試料を急冷し、凝固時の固液界面形態を凍結させられないか検討する予定である。また、温度勾配が約1K/mm以下の条件での99.99%Alと99.9%Alで微細化が起こるかどうかも調べる予定である。

For example, pure copper (acid-free copper) is subject to electromagnetic vibration, and crystal particle size is determined. The influence of electromagnetic vibration on the tendency of miniaturization and the effect of electromagnetic vibration on the solidification process of crystal particles are studied. In the case of purity, the temperature adjustment is about 3 K/mm, and the purity is 99.99% and 99.9%. The mechanism of miniaturization due to electromagnetic vibration is easy to smooth interface solidification in case of 99.99% Al and 99.9% Al and high purity pure metal. 99.7%Al, impurities, concentration, morphology, smooth interface, microminiaturization, etc. The solid-liquid interface morphology is changed by changing the solidification conditions. The solid-liquid interface morphology is chaotic, and the temperature adjustment in the direction of the long hand of the sample is about 1 K/mm or less, and the temperature is slow and fine. For example, if the temperature is adjusted to about 3 K/mm, it will be fine. If the purity is 99.9%, it will be fine. If the temperature is less than 1 K/mm, it will be fine. Solidification of solid and liquid interface is very important. The solid-liquid interface shape is adjusted during solidification, the sample is quenched during solidification, and the solid-liquid interface shape is frozen during solidification. 99.99% Al and 99.9% Al are required for temperature adjustment below 1 K/mm.