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。

Mg-Al-Ca-based alloy (TM) molding materials for the formation of Mm, intra-particle precipitates for detailed investigation. The possibility of precipitation in grain is high, especially the change of solid solution amount of Mg-Al-Ca parent phase is high. In this paper, the appropriate selection of rare earth elements is discussed, and the distribution of Ca in the grain and grain boundaries is changed. The stability of rare earth elements in grain boundaries is also discussed. The possibility of introducing fine precipitates with high volume fraction into grains is also shown. In addition,Mg-Y-Zn-based alloys with Ca and Ni additives increase the strength of ternary alloys compared with ternary alloys at high temperatures, while Ni additives deteriorate the resistance of ternary alloys. The electron microscope is used to analyze the microstructure in detail. Ca is added to the grain. The layer is introduced into the grain. The layer is not dense. The fine dispersion is dispersed. The layer is not dense. The interaction is large. This phenomenon is related to Ca, Mg, Mg A three-element alloy is introduced into the solid state of the alloy layer, and the alloy layer of Y and Zn is dissolved into the solid state of the alloy layer, and the mobility of the alloy is reduced. Ni additive is important for the formation of high volume fraction of Y and Zn, the concentration of Y and Zn in the parent phase is low, the strength is deteriorated, the dispersion coefficient of Ni is very small, and the formation of compounds is inhibited. The strength of the alloy system can be greatly improved by Ca addition.

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