マイクロアロイングを用いた次世代軽量マグネシウム合金の強度改善

利用微合金化提高下一代轻质镁合金的强度

• 批准号: 18760491
• 负责人: 鈴木 真由美
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760491/
• 关键词: Mg-Y-Zn-X合金; Mg-Al-Ca-Mm合金; 積層欠陥エネルギー; 粒内析出物; 高温クリープ; 拡張転位; 粒界晶出物; 化学的相互作用; Mg-Al-Ca-Mm-Sr合金; 転位下部組織

Mg-Al-Ca基チクソモールディング(TM)成形材に対してMmをマイクロアロイングした場合に形成される,粒内析出物に関して詳細な調査を行った.粒内析出物はMmを含んでおらず,Mg-Al-Ca三元化合物である可能性が高く,特にMmのマイクロアロイングによるCaの母相への固溶量の変化が析出量に大きく反映していることが示唆された.従って,適切な希土類元素を選択することにより,粒内および粒界へのCaの分配を変化させられることが出来れば,粒界晶出物を希土類元素で安定化し,かつ粒内に微細かつ高体積分率の析出物を導入できる可能性が示唆された.また,Mg-Y-Zn基合金へCaおよびNiをマイクロアロイングした試料に対し,高温クリープ試験を行ったところ,Ca添加材は3元合金に比べてクリープ強度が増加したが,Ni添加材は3元合金よりも大きくクリープ耐性が劣化した.電子顕微鏡を用いたミクロ組織の詳細な解析より,Caを添加すると,粒内に導入される積層欠陥が高密度にかつ微細に分散するため,積層欠陥と転位との相互作用が大きくなることがわかった.この現象はCaが持つMgの積層欠陥エネルギー低下効果と析出物の微細化効果の二つが関与していると考えられる.一方3元合金では静的に導入される積層欠陥よりもむしろ,YとZnの固溶に伴う積層欠陥工ネルギー低下による変形転位の移動度の低下(変形転位の大幅な拡張)が重要である.Ni添加材では高濃度にYおよびZnを含んだ化合物が高い体積分率で形成されるため,母相内のYおよびZn濃度が低下し強度の劣化を招いたが,Niの拡散係数は非常に小さいため,製造法の工夫等で化合物の形成を抑制できれば,クリープ強度増加の可能性がある.以上より,Ca添加によって上記合金系の強度が大幅に改善可能であると考えられる。

我们对MM与MG-Al-Ca基触变（TM）成型材料微合成时形成的杂志内沉淀物进行了详细研究。元内沉淀物不含MM，可能是Mg-Al-Ca三元化合物，这表明由于MM的微合成，矩阵中Ca的固体溶液量的变化在沉淀量中很大程度上反映了。因此，通过选择适当的稀土元素，可以实现上的沉淀物。已经提出，如果可以改变Ca到晶界的分布，则有可能稳定具有稀土元素的晶界晶体，并将细，高体积分数沉淀到晶粒中。此外，当对通过微型CA和Ni获得的样品进行高温蠕变测试中时，与三元合金相比，Ca添加剂增加了蠕变强度，而NI添加剂则降低了三元合金的蠕变耐药性。使用显微镜对显微结构进行的详细分析表明，当添加CA时，引入谷物中的堆叠缺陷将分散在高密度并细化，从而导致堆叠缺陷和脱位之间的相互作用更大。这种现象被认为与两种效应有关：降低Mg的堆叠缺陷的作用以及沉淀物的微型化作用。另一方面，在三元合金中，而不是静态引入的堆叠缺陷，而是由于Y和Zn的固定溶液引起的堆叠缺陷的减少所致。变形位错的迁移率的降低（变形位错的显着膨胀）很重要。在NI添加剂中，以高体积分数形成了含有高浓度的Y和Zn的化合物，从而导致强度降低，但是由于Ni的扩散系数非常小，如果可以通过制造方法中的能力来抑制该化合物的形成，那么蠕变的强度就会增加。从以上，人们认为可以通过添加CA可显着提高上述合金系统的强度。

项目成果

Microalloying Effects of Ca, Ag, Ni on High Temperature Creep Behavior in an Mg-Y-Zn Solid Solution Alloy

Ca、Ag、Ni 微合金化对 Mg-Y-Zn 固溶合金高温蠕变行为的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Suzuki;K. Tsuchida;and K. Maruyama
• 通讯作者: and K. Maruyama

ミッシュメタルを添加したMg基チクソモールディング材のクリープ特性

添加混合稀土的镁基触变成型材料的蠕变特性

• 发表时间: 2007
• 作者: 柴田顕弘;鈴木真由美;丸山公一
• 通讯作者: 丸山公一

Microalloying Effects of Ca and Ni on High-Temperature Creep Behavior in Mg-Y-Zn Alloys

• DOI: 10.2320/matertrans.mc200722
• 发表时间: 2008-05
• 期刊: Materials Transactions
• 影响因子: 1.2
• 作者: Mayumi Suzuki;K. Tsuchida;K. Maruyama

Microstructural Evolution of Cast Mg-AI-Ca Alloy during Friction Stir Processing

铸造镁铝钙合金搅拌摩擦加工过程中的微观结构演变

• 发表时间: 2007
• 期刊: Mater. Sci. Forum 539-543
• 作者: D.T.Zhang;M.Suzuki;K.Maruyama
• 通讯作者: K.Maruyama

Mg-Y-Zn合金の高温クリープ挙動に及ぼすAg, Ni, Caの効果

Ag、Ni、Ca对Mg-Y-Zn合金高温蠕变行为的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 鈴木真由美;土田佳代;丸山公一
• 通讯作者: 丸山公一