超微細結晶粒を持つAl-Mg-Sc合金の繰り返し変形における転位組織図の構築

超细晶Al-Mg-Sc合金反复变形过程中位错结构图的构建

• 批准号: 15760489
• 负责人: 渡邊 千尋
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760489/
• 关键词: Equal Channel Angular Prossing; 超微細結晶粒; 繰り返し変形; 転移組織; Al-Mg-Sc合金; Al_3Sc折出物; Equal Channel Angular Pressing(ECAP); 超微細結晶粒材料; 回復・再結晶; 熱的安定性; 転位組織

本研究ではAl-Mg-Sc合金を用いて,第二相析出物を含む超微細結晶粒材料の疲労挙動と転位組織の関係を明らかにしようとした研究であり,平成16年度はAl-1mass%Mg-0.27mass%Sc合金のECAP後の試料における,焼鈍に伴う機械的特性の変化特に高サイクル疲労挙動について調査を行った.1.ECAP後の試料(ECAP材)は降伏応力・引張強さ(303,333MPa)は高いが,降伏後直ちにネッキングを生じ応力低下を引き起こし早期破断(破断伸び:8.5%)に至る.2.ECAP後試料に350℃に置いて15分,1時間の焼鈍を施した試料では,降伏応力と引張強さは低下するが,均一伸び・破断伸びは改善した.3.降伏応力の30%〜60%の一定応力振幅下での高サイクル疲労寿命はECAP材が一番短く,焼鈍を施すことで2倍以上の疲労寿命の改善が見られた.4.ECAP材では繰り返し変形中に動的回復・再結晶により結晶粒径が200nmから1μm以上へと粗大化している箇所が観察され,このような箇所で変形の局在化が起こるため疲労寿命が短くなると理解できる.5.一方,両焼鈍材では結晶粒内・粒界に析出したAl_3Sc析出物により,ECAP材に見られたような動的回復・再結晶は抑止される.その結果,変形の局在化は生じず変形は均一となり,疲労寿命が改善する.また,ECAP加工を施していない通常の材料に時効熱処理を施し,ECAP材と同じ程度の析出物サイズを持つ試料を作成し同様な試験を行い,Al_3Sc析出粒子の分散状況の変化に伴う,繰り返し変形挙動と内部転位組織の変化の調査も行った.その結果,Al_3Sc析出粒子が小さいとき(4〜5nm程度)は運動転位による粒子のせん断が起こり,疲労軟化が起こること,一方大きいときには変形は均一となり,疲労軟化現象が生じないことを明らかにした.

在这项研究中，我们使用Al-MG-SC合金阐明了疲劳行为与含有第二相沉淀的超细晶粒材料的脱位结构之间的关系。 2004年，我们研究了与Al-1mass％MG-0.27MASS％SC合金中退火相关的机械性能变化，特别是高周期疲劳行为。1。 ECAP样品（ECAP材料）具有较高的屈服应力和拉伸强度（303,333MPA），但是屈服后，但是屈服后，Al-1mass％mg-0.27mass％SC合金的机械性能变化。颈部立即导致压力减轻，导致早期破裂（休息时伸长：8.5％）。2。在样品中，将ECAP在350°C放置15分钟并退火1小时，屈服应力和拉伸强度降低，但断裂时的均匀伸长和伸长率提高了3。 ECAP材料的高周期疲劳寿命最短，恒定应力振幅为屈服应力的30％至60％，退火导致疲劳寿命的两倍以上。4。将ECAP材料重复变形。已经观察到了在将晶粒尺寸从200 nm降低至1μm或更多的地方，并且可以理解，由于变形的定位发生在这些位置。5.ONE，两者在谷物和晶粒材料中都散发出aL_3SC沉淀，因此可以回收均匀，因此可以理解，疲劳寿命被缩短。结果，变形定位不是引起的，变形变为均匀，改善了疲劳寿命。此外，在没有ECAP处理的情况下，通常材料接受了衰老的热处理，并且准备了与ECAP材料相同的沉淀大小的样品，并进行了类似的测试，并且反复的变形行为和内部位错结构的变化被研究，因为AL_3SC降水颗粒的分散状况发生了变化。结果，可以发现，当Al_3sc沉淀的颗粒很小（约4-5 nm）时，由于动力学位错而剪切颗粒，并且会发生疲劳软化，而当它们变大的同时，变形变成均匀而疲劳软化。

项目成果

Ostwald ripening of Al_3Sc precipitates in an Al-Sc alloy

Al-Sc合金中Al_3Sc析出物的奥斯特瓦尔德熟化

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of 8^<th> Asia-Pacific Conference on Electron Microscopy(Kanazawa, Japan)
• 作者: D.Watanabe;C.Watanabe;R.Monzen;K.Tazaki
• 通讯作者: K.Tazaki

Microstructure evolution of an ultra fine-grained Al-Mg-Sc alloy during annealing

超细晶Al-Mg-Sc合金退火过程中的微观组织演变

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of 8^<th> Asia-Pacific Conference on Electron Microscopy(Kanazawa, Japan)
• 作者: C.Watanabe;Y.Taniguchi;R.Monzen;K.Tazaki
• 通讯作者: K.Tazaki

C.Watanabe, Y.Taniguchi, R.Monzen, K.Tazaki: "Microstructure evolution of an ultrafine-grained Al-Mg-Sc alloy during annealing"8th Asia-Pacific Conference on Electron Microscopy proceedings. (in press).

C.Watanabe、Y.Taniguchi、R​​.Monzen、K.Tazaki：“退火过程中超细晶粒 Al-Mg-Sc 合金的微观结构演变”第八届亚太电子显微镜会议论文集。

Al-Mg-Sc合金におけるAl_3Sc粒子のオストワルド成長

Al-Mg-Sc合金中Al_3Sc颗粒的奥斯特瓦尔德生长

• 发表时间: 2005
• 期刊: 軽金属 55・4(印刷中)
• 作者: 渡部大然;渡邊千尋;門前亮一;田崎和江
• 通讯作者: 田崎和江

Low-cycle fatigue behavior in an Al-1wt% Mg-0.27wt% Sc alloy

低循环%20疲劳%20行为%20in%20an%20Al-1wt%%20Mg-0.27wt%%20Sc%20合金

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of 8^<th> Asia-Pacific Conference on Electron Microscopy(Kanazawa, Japan)
• 作者: C.Watanabe;R.Monzen;K.Higashimine;K.Tazaki
• 通讯作者: K.Tazaki