希土類フリー高強度マグネシウム合金の再結晶メカニズムの解明と素材加工条件の最適化

无稀土高强镁合金再结晶机理阐明及材料加工条件优化

• 批准号: 24760594
• 负责人: 徐 世偉
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24760594/
• 关键词: 希土類フリー; 高強度マグネシウム合金; 再結晶挙動; 規則GPゾーン; 双晶; 加工条件; 機械的性質; 最適製造プロセス条件

CO2削減に大きく貢献できる自動車用ボディパネル材、骨格構造体等の自動車部品の超軽量化用の希土類フリー高強度マグネシウム台金開発のために、本研究では豊富で安価なユビキタス元素のみから構成される規則GPゾーン形成型Mg-Al-Ca(Mn)およびMg-Zn-Ca(Mn)系合金の再結晶挙動に及ぼす晶出化台物および粒内に形成されるナノ析出物の影響を解明し、その結果を基礎として、高性能なマグネシウム台金の創製のための合金設計指針とその最適製造プロセス条件の提案を目指した。成果は以下のとおりである。(1)汎用元素のみを含有するMg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%)(Al/Ca質量比29/26)台金連続鋳造材を用いて押出し加工を行った。300-475℃という高温押出しにも関わらず、0.1mm/sという低速で押出すことにより、ナノスケールの板状および球状の準安定相の析出、微細分散した晶出化合物のピン止め効果による再結晶位微細化が発現し、その結果、300℃押出しまま材でも、引張強さ486MPa、引張耐力446AMPaと、既存の展伸用マグネシウム合金と比較しても非常に高い強度を示す。既存の耐熱型4032アルミニウム合金T6処理材に匹敵する高強度化が低コストで達成し、日本発の低コストで優れた耐熱展伸マグネシウム合金が実現すること明らかにした。(2)Mg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%)合金の鋳造まま材の高温押出しに伴うミクロ組織変化を、後方散乱電子回折法を用いて詳細に検討した。その結果、粒内ではまず(10-12)引張双晶が生じ、その双晶が成長し、強い底面集合組織を持っている未再結晶領域になる。さらに双晶が起きていない領域での柱面すべり変形と動的回復を伴った転位の再配列により形成される小傾角粒界が大傾角化し連続再結晶(CDRX)が生じる。その成果をもとに高性能化を目指した組織制御を提案し、新たな展開へ向けた研究へと進展させている。これらの成果は、今年度に第一著者として既に国際学術誌に3本掲載した。さらに、国際会議でも2回口頭発表を行い、「軽金属学会第122回春期大会」では優秀ポスター発表賞を受賞した。

CO2 reduction is a major contribution to the development of automotive components such as automotive materials and cellular structures. In this study, the effects of recrystallization and precipitation on the formation of Mg-Al-Ca(Mn) and Mg-Zn-Ca(Mn) alloys were investigated. Design guidelines for alloys for the creation of high-performance alloys and proposals for optimum production conditions The results are below. (1)Mg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%)(Al/Ca mass ratio 29/26) is the most common element in metal alloy. 300-475℃, 0.1 mm/s, low extrusion speed, plate-like, spherical, quasi-stable phase precipitation, fine dispersion, crystallization of compounds, recrystallization, fine crystallization, extrusion temperature, tensile strength, tensile Compared with the existing alloy, the tensile strength of the alloy is very high The existing heat resistant 4032 alloy T6 treatment material has been developed to achieve high strength and low temperature, and the heat resistant alloy has been developed to achieve high strength and low temperature. (2) The high temperature extrusion of Mg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%) alloy was investigated in detail by means of microstructure transformation and backscattered electron backscattering. As a result, the crystal structure in the grain is (10-12), the crystal structure in the grain is (10-12), and the crystal structure in the grain is strong. In this case, the formation of twin crystals, the formation of cylindrical structures, the formation of dynamic recovery, the formation of small tilt grain boundaries, the formation of large tilt grain boundaries, and the formation of continuous recrystallization (CDRX). The results of the study are expected to be high performance, organizational planning and development. The first author of this year's edition is published in the International Academic Journal. Today, two oral presentations were held at international conferences, and the 122nd Annual Conference of the Chinese Academy of Metals was awarded for its excellent presentation.

项目成果

Mg-Al-Ca-Mn希薄合金のミクロ組織および機械的性質に及ぼす圧延温度の影響

轧制温度对Mg-Al-Ca-Mn稀合金显微组织和力学性能的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: 徐世偉;上野顕路;大石敬一郎;鎌土重晴;本間智之
• 通讯作者: 本間智之

Mg-Al-Ca-Mn均質化処理材の高温押出し

Mg-Al-Ca-Mn均质材料的高温挤压

• 发表时间: 2012
• 作者: 徐世偉、高橋広樹、大石敬一郎、鎌土重晴、平渡末二、清水和紀;花木悟
• 通讯作者: 花木悟

Effect of deformation temperature on the microstructures and mechanical properties of high-strength extruded Mg-Al-Ca-Mn alloy

变形温度对高强挤压Mg-Al-Ca-Mn合金显微组织和力学性能的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: S. W. Xu;K. Oh-ishi;H. Takahashi;T. Homma;S. Kamado
• 通讯作者: S. Kamado

Effects of different cooling rates during two casting processes on the microstructures and mechanical properties of extruded Mg-Al-Ca-Mn alloy

• DOI: 10.1016/j.msea.2012.02.034
• 发表时间: 2012-04-30
• 期刊: MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
• 影响因子: 6.4
• 作者: Xu, S. W.;Oh-ishi, K.;Homma, T.
• 通讯作者: Homma, T.

The microstructural evolution and superplastic behavior at low temperatures of Mg-5.00Zn-0.92Y-0.16Zr (wt.%) alloys after hot extrusion and ECAP process

• DOI: 10.1016/j.msea.2012.03.116
• 发表时间: 2012-07-15
• 期刊: MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
• 影响因子: 6.4
• 作者: Xu, S. W.;Zheng, M. Y.;Wu, K.
• 通讯作者: Wu, K.