重希土類元素を含むマグネシウム合金の高性能化に向けた新規合金設計指針の導出

推导新的合金设计指南以提高含重稀土元素的镁合金的性能

• 批准号: 15F15755
• 负责人: 鎌土 重晴
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15755/
• 关键词: マグネシウム合金; 押出し加工; 機械的性質; 結晶粒径; 時効析出; 動的再結晶; ヘテロ構造組織; 集合組織; 変形機構; 引張特性; 熱間圧延

ZnもしくはNdを添加したMg-重希土類元素(Gd)-Y-Zr合金に押出し加工を施し、押出し材の機械的性質に及ぼす再結晶粒径や再結晶率、晶出化合物・析出物の影響を調べた。また、押出し加工途中の組織変化を観察し、押出し材の組織に及ぼす晶出化合物や析出物の影響も調べた。Mg-Gd-Y-Zr合金押出し材の再結晶粒径は2.5μmであった。ZnもしくはNdを添加すると、再結晶粒径は1.6μmもしくは1.8μmまで微細化した。これは、ZnやNdを添加することで、押出し加工前に微細な析出物が形成したためである。Ndの添加によって、粗大なMg5RE晶出化合物の量が増え、押出し加工中の再結晶は促進した。一方、Znの添加によってLPSO相が析出した場合には、押出し加工中の再結晶は抑制された。このため、検討合金にNdを添加すると押出し材の再結晶率は増加し、Znを添加すると再結晶率は低下した。Mg-Gd-Y-Zr合金押出し材の0.2%耐力および破断伸びは、それぞれ336MPaおよび7.6%であった。Ndを添加しても0.2%耐力はほとんど変化しないものの、破断伸びは3.3%まで低下した。これは、Ndの添加によって、粗大なMg5RE晶出化合物の量が増えたためである。一方、Znを添加しても破断伸びは劣化せず、0.2%耐力は371MPaまで向上した。このZn添加に伴う強度特性の向上は、未再結晶粒の割合が増えたためである。このように、Mg-Gd-Y-Zr系合金押出し材の高強度化には未再結晶粒が必須であることを明らかにし、特定の合金元素の添加による析出物の分散によって、再結晶組織を制御できることを見出した。

Zn, Nd and Mg-heavy rare earth elements (Gd)-Y-Zr alloys affect extrusion processing, mechanical properties of extrusion materials, recrystallization particle size, recrystallization rate, crystallization compounds and precipitates. The influence of microstructure and precipitation on extrusion and processing was investigated. The recrystallized grain size of Mg-Gd-Y-Zr alloy extruded material is 2.5μm. Zn and Nd are added, and the recrystallized particle size is 1.6μm or 1.8μm. Zn and Nd are added to the solution, and fine precipitates are formed before extrusion. Nd addition increases the amount of coarse Mg5RE crystallised compounds and promotes recrystallization during extrusion. In addition to Zn, LPSO phase precipitation is inhibited during extrusion and processing. The recrystallization rate of the alloy increases with Nd addition and decreases with Zn addition. Mg-Gd-Y-Zr alloy extrusion material 0.2% strength and fracture elongation, the strength is 336MPa and 7.6% Nd: Add 0.2% Endurance, Change, Break, 3.3% Lower However, with the addition of Nd, the amount of coarse Mg5RE crystallized compounds increased. One side, Zn addition, break extension, 0.2% endurance, 371MPa. Zn addition is accompanied by strength characteristics of upward and unrecrystallized grains. In this paper, Mg-Gd-Y-Zr alloy extrusion materials for high strength, non-recrystallized particles must be prepared, the addition of specific alloy elements, precipitation dispersion, recrystallization structure control, and so on.

项目成果

Microstructure evolution and mechanical properties of a high strength Mg-11.7Gd-4.9Y-0.3Zr (wt%) alloy prepared by pre-deformation annealing, hot extrusion and ageing

• DOI: 10.1016/j.msea.2017.06.096
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
• 影响因子: 6.4
• 作者: Zijian Yu;Chao Xu;J. Meng;S. Kamado

Microstructure evolution and mechanical properties of as-extruded Mg-Gd-Y-Zr alloy with Zn and Nd additions

• DOI: 10.1016/j.msea.2017.12.070
• 发表时间: 2018-01
• 期刊: Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
• 影响因子: 6.4
• 作者: Zijian Yu;Chao Xu;J. Meng;Xuhu Zhang;S. Kamado

Effects of pre-annealing on microstructure and mechanical properties of as-extruded Mg-Gd-Y-Zn-Zr alloy

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.09.214
• 发表时间: 2017-12-30
• 期刊: JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
• 影响因子: 6.2
• 作者: Yu, Zijian;Xu, Chao;Kamado, Shigeharu
• 通讯作者: Kamado, Shigeharu

Microstructure, texture and mechanical properties of extruded Mg-5Al-2Nd-0.2Mn alloy

挤压Mg-5Al-2Nd-0.2Mn合金的显微组织、织构及力学性能

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.08.136
• 发表时间: 2015-12-25
• 期刊: JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
• 影响因子: 6.2
• 作者: Wang, Jianli;Guo, Yongchun;Wang, Limin
• 通讯作者: Wang, Limin