マグネシウム合金の素形材開発と成形法確立に関する研究

镁合金材料开发及成形方法建立研究

基本信息

批准号：
03J00446
负责人：
染川英俊
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J00446/
关键词：
マグネシウム合金拡散接合破壊靭性値超塑性機械的特性

项目摘要

拡散接合技術は、接合後、組織変化が観察されず、また特性劣化が生じないため非常に優れた接合技術として注目されている。しかし、健全で接合強度が高い拡散接合部材を得るためには、温度や圧力、時間等の因子の考慮が必要である。これらの値を実験より求めることは非常に困難である。そこで、実験を行わず最適値を予測可能な拡散接合モデルを作成した。本モデルは、高温変形時に形成される空洞の成長機構を使用した。提案したモデルの妥当性を評価するために、実際に拡散接合実験を行った。その結果、全ての理論予測条件で、母材の強度に対し90%を超える高い値を示し、実験値と理論予測値が良い一致を示すことが分かった。さらに、マグネシウムの結晶粒径を微細化することにより、より短時間でかつ低温で拡散接合が可能であることが分かった。これらの結果より、マグネシウム合金を用いた新しい加工技術の可能性について提案することができた。一方で、構造部材にマグネシウムを使用する場合、その素形材の安全性や信頼性の確保が必要である。その代表的な指標が、破壊靭性値であるが、現段階ではこの基礎的なデータが欠如している。そこで、本研究では、実用マグネシウム合金を用いて破壊靭性値を求めた。その結果、高強度アルミニウム合金の破壊靭性値に対して、マグネシウムのそれは半分程度であった。これは、素材を作成する際の行程等による不純物が影響すると考えられる。具体的に、より高い破壊靭性値を有するマグネシウム合金を開発するためには、マンガンや鉄の制御が必須であることを明確にした。

扩散键合技术吸引了人们的关注，因为在粘合后未观察到组织变化，并且在性质中没有发生变化。但是，为了获得具有声音和高粘结强度的扩散键合构件，必须考虑温度，压力和时间等因素。从实验中找到这些值非常困难。因此，在不进行实验的情况下，创建了扩散结模型，允许预测最佳值。该模型使用了在高温变形过程中形成的空腔的生长机制。为了评估所提出模型的有效性，实际进行了扩散键合实验。结果，发现所有理论预测条件在基本材料的强度方面均显示出更高的值超过90％，并且实验和理论预测值均表现出良好的一致性。此外，已经发现，通过微型化镁的晶粒尺寸，可以在较短的时间和较低的温度下进行扩散键合。这些结果表明使用镁合金可以使用新的加工技术。另一方面，当将镁用作结构构件时，有必要确保材料的安全性和可靠性。典型的指标是断裂韧性值，但是在此阶段，该基本数据缺乏。因此，在这项研究中，使用实用镁合金确定断裂韧性值。结果，高强度铝合金的断裂韧性值约为镁的一半。人们认为这受到准备材料时的杂质的影响。具体而言，已经澄清的是，要开发具有较高骨折韧性值的镁合金，对锰和铁的控制是必不可少的。