マグネシウム合金の高温変形中の動的組織変化の定式化とそれを利用した高性能化

镁合金高温变形过程中动态结构变化的制定以及利用它们改进性能

• 批准号: 08J10268
• 负责人: 徐 世偉
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J10268/
• 关键词: 汎用マグネシウム合金; 均質化処理条件; 鍛造加工; 再結晶メカニズム; 組織変化; 動的析出; 時効処理; 機械的性質; マグネシウム合金; 高温圧縮変形; 均質化処理; 再結晶粒径; 動的再結晶

通常、鍛造加工には加工性改善のために予め組織制御した押出し材が使用されるが、本研究では汎用マグネシウム合金の連続鋳造材(高アルミニウム含有AZ91合金および1mass%のCaを添加したAZX911合金)をそのまま鍛造加工に使用し、その加工中の再結晶メカニズムと組織変化に及ぼす素材の均質化処理条件、ひずみ速度、加工温度の影響を詳細に調べ、その成果を組織制御へと展開し、マグネシウム合金鍛造材の高強度、高延性化を低コストで達成することを目指した。成果は以下のとおりである。(1)AZ91合金およびAZX911合金の連続鋳造材と均質化処理材の高温圧縮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、両合金とも粒内ではまず(10-11)圧縮双晶が生じ、その双晶内に(10-12)引張双晶が生じる二重双晶が形成され、さらに二重双晶内部での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、新粒が形成されるという(10-11)-(10-12)二重双晶を伴った動的な連続再結晶(CDRX)が生じる。均質化処理により粒内の溶質濃度を高めた試料では、圧縮加工中に再結晶粒界にMg_<17>Al_<12>(β)相の動的析出も生じ、再結晶粒の粗大化が顕著に抑制される。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、実証するなど、新たな展開へ向けた研究へと進展させている。(2)圧縮材の再結晶組織に及ぼす圧縮条件の影響を調べ、温度が低く、ひずみ速度が大きいほど再結晶率は低くなり、再結晶粒径は微細になるものの、粒内の溶質濃度が高く、加工温度が低いほど動的に不連続析出するβ相の粒界ピン止めによる再結晶粒粗大化効果が顕著に現れるようになり、その結果、再結晶粒径は従来報告されているような温度補償ひずみ速度(Zener-Hollomonパラメータ)だけでは一義的には表せず、温度に強く依存する。(3)圧縮まま材の引張強さおよび0.2%耐力は低温圧縮中に多量に動的析出するβ相、再結晶粒微細化および強い底面集合組織の形成により改善され、T5処理材では圧縮温度が高くなるほど時効中に微細なβ相が多量に析出するため、引張強さおよび0.2%耐力とも顕著に向上し、鋳造材を用いても加工条件の最適化により既存の展伸用6061アルミニウム合金T6処理材に匹敵する引張特性が得られることを明らかにした。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4本掲載した。さらに、国際会議でも2回日頭発表を行い、「The 1st Japan-China Magnesium Workshop」および「The 3rd Asian symposium on Magnesium Alloys(ASMA-III」では優秀ポスター発表賞を受賞した。

In general, forging processing, machinability improvement, microstructure control, extrusion, material use, this study is a general use of metal alloy continuous forging (AZX911 alloy with high content of AZ91 alloy and 1mass % Ca addition) during forging processing, recrystallization during processing, microstructure transformation and homogenization of raw materials. The influence of processing speed and processing temperature shall be adjusted in detail, and the results shall be adjusted for microstructure control, development, and production of high strength forging alloy materials. High ductility and low cost The results are below. (1) AZ91 alloy and AZX911 alloy were investigated in detail by means of high temperature compression, microstructure transformation and rear scattered electron reflection method. As a result, the alloy and the double crystal are formed by (10-11) compression twin and (10-12) extension twin in the grain, and the double twin is formed by (10-12) extension twin and (10 - 12) extension twin in the grain. New grain formation: (10-11)-(10-12) double twin accompanied by continuous recrystallization (CDRX). Homogenization treatment increases the solute concentration in the grain, reduces the dynamic precipitation of Mg_ Al_ (β) phase in the recrystallized grain boundary during compression processing<17><12>, and inhibits the coarsening of recrystallized grains. The results of the study are expected to be high performance, organizational and regulatory proposals, and new developments. (2)The recrystallization structure of the compression material and the influence of the compression conditions are adjusted, the temperature is low, the internal speed is high, the recrystallization rate is low, the recrystallization particle size is fine, the solute concentration in the particle is high, the processing temperature is low, the precipitation of the beta phase is not continuous, the recrystallization particle coarsening effect is obvious, the results are as follows: The recrystallization particle size is dependent on the temperature of the crystal. (3)The tensile strength of the compression material is more than 0.2% and the precipitation of beta phase, recrystallization grain and strong bottom aggregate structure are improved in the low temperature compression. The tensile strength of the T5 treated material is more than 0.2% and the precipitation of fine beta phase is improved in the high temperature compression. Optimization of processing conditions for the fabrication of 6061-alloy T6 alloy with tensile properties comparable to those of the existing alloy The first author of this year's edition is published in the International Academic Journal. The 1st Japan-China Magnesium Workshop and The 3rd Asian symposium on Magnesium Alloys(ASMA-III) were awarded for their outstanding contribution to the international conference.

项目成果

Compressive deformation of Mg-Zn-Y-Zr alloy processed by equal channel angular pressing

• DOI: 10.1016/j.msea.2006.09.160
• 发表时间: 2008-06
• 期刊: Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
• 影响因子: 6.4
• 作者: M. Zheng;S. W. Xu;X. Qiao;K. Wu;S. Kamado;Y. Kojima

Mg-9, 10mass%Al-0. 7mass%Zn合金の高温圧縮変形組織に及ぼすCa添加の影響

Ca添加量对Mg-9、10mass%Al-0.7mass%Zn合金高温压缩变形组织的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: 徐世偉;松本尚也;春原宏樹;本間智之;鎌土重晴;小島陽
• 通讯作者: 小島陽

Microstructural changes of aged AZ91 magnesium alloy with hotcompressive deformation

时效AZ91镁合金热压缩变形的显微组织变化

• 发表时间: 2008
• 作者: S. W. Xu;N. Matumoto;H. Sunohara;S. Kamado;T. Homa;Y. Kojima
• 通讯作者: Y. Kojima

Dynamic microstructural changes of Mg-9Al-1Zn alloy during hot compression. Available online 1 April 2009

Mg-9Al-1Zn合金热压缩过程中的动态微观结构变化。

• 发表时间: 2009
• 期刊: Scripta Materialia (印刷中)
• 作者: S. W. Xu;N. Matsumoto;K. Yamamoto;S. Kamado;T. Honma;Y. Kojima
• 通讯作者: Y. Kojima

Mg-3. 7%Al-3. 3%Ca-03%Mn合金熱間加工材の室温および高温における機械的性質

7%Al-3%Ca-03%Mn合金热加工材料的室温和高温力学性能。

• 发表时间: 2008
• 作者: 春原宏樹;松本尚也;徐世偉;本間智之;鎌土重晴;小島陽
• 通讯作者: 小島陽