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ヘテロストラクチャーを利用した金属材料設計と難加工部材への応用

使用异质结构的金属材料设计及其在难加工零件中的应用

基本信息

批准号：
14J00824
负责人：
名取恵子
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J00824/
关键词：
塑性加工 Al-Mg合金セレーションチタンヘテロ構造レーザ

项目摘要

本研究は，ヘテロ構造（特性の異なる相の分布）を有する金属組織を創製し，その組織の変形能を利用して塑性加工に応用する研究である．積極的な不均質性の導入による材料設計の提案の一貫として，Al-Mg系合金のストレッチャ・ストレイン（ひずみ模様）の抑制に取り組んだ．ストレッチャ・ストレインは板金成形において製品の外観を損なうだけでなく変形予測を困難にするため，その抑制は工業的に重要である．板表面に規則的に微細なインデンテーションを施して金属組織の不均一性を導入することで，ストレッチャ・ストレインの発生と密接な関係があるセレーション（応力変動，ひずみ変動）が低減することを見出した．供試材には5182-Oアルミニウム合金薄板を用い，引張試験片平行部のND面に対し，全自動マイクロビッカース硬さ試験機により対角線長約235μmの圧痕を格子間隔283，400，566μmの格子状に規則的なインデンテーションを施し，引張試験に供した．その結果，インデンテーションを付与すると，圧痕が変形の起点となって多くの変形帯が発生することで，降伏伸びが明瞭に低減され，塑性変形中も変形帯の伝播距離が短くなり伝播速度がわずかに低下することが明らかになった．それにより応力変動の振幅を著しく低減させるには至らないものの，階段状のひずみ変動のステップを減少させ不均一変形の集中を緩和させたと推測された．このインデンテーションによるセレーションの低減効果は材料の引張特性（引張強さ，破断伸びなど）を変えることなく現れる．合金添加を必要とせず局所的に導入することが可能であることからプレス成形への工業的な応用が期待できる．

This study aims at the creation of metallic structures and the utilization of their deformation properties in plastic processing. The introduction of positive heterogeneity in material design proposals is consistent with the selection of components for the suppression of Al-Mg alloys. It is difficult to predict the shape of the product in sheet metal forming, and it is important to control the shape of the product. The surface of the plate is regular and fine, and the inhomogeneity of the metal structure is introduced. The relationship between the development and close contact of the metal structure is low. The test material is made of 5182-O alloy sheet. The parallel part of the tensile test piece is aligned with the ND surface. The automatic tensile test machine is used to test the angle length of about 235μm. The pressure mark is spaced at 283, 400 and 566μm. As a result, the pressure mark changes from the beginning to the end, and the plastic deformation changes from the beginning to the end. The amplitude of the force decreases. The tensile properties of the material (tensile strength, fracture elongation) are reduced by the reduction of the tensile strength. Alloy addition is necessary for the introduction of new materials into the industry.