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

基本信息

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

项目摘要

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合金来阐明含有第二相析出物%Mg-0.27mass%Sc的超细晶材料的疲劳行为和位错结构之间的关系。我们研究了合金 ECAP 后的样品由于退火而产生的机械性能变化，特别是高周疲劳行为。ECAP 后的样品（ECAP 材料）具有较高的屈服应力和拉伸强度（303、333 MPa）。投降后立即发生颈缩，应力降低，导致早期断裂（断裂伸长率：8.5%）。2．ECAP后，样品在350℃退火15分钟和1小时，但均匀伸长率下降。 3、ECAP材料在屈服应力30%～60%的恒定应力幅下，其高周疲劳寿命得到提高，退火使疲劳寿命提高一倍以上。 ECAP材料，在反复变形过程中观察到由于动态回复和再结晶，存在晶粒尺寸从200nm粗化到1μm以上的区域，并且可以理解，在该区域中发生局部变形，导致疲劳寿命缩短5。另一方面，在两种退火材料中，内部/晶粒界面中析出的Al_3Sc析出物抑制了ECAP材料中的动态回复和再结晶。因此，变形变得均匀，没有局部变形，并且疲劳寿命得到提高。对常规材料进行时效热处理，制备析出物尺寸与ECAP材料相似的样品，并进行类似的测试，以研究由于ECAP材料的弥散状态变化而导致的重复变形行为和内部位错结构的变化。我们还对 Al_3Sc 沉淀颗粒进行了调查。结果表明,当Al_3Sc析出颗粒较小(约4~5 nm)时,由于运动位错而发生颗粒剪切,发生疲劳软化;而当Al_3Sc析出颗粒较大时,变形变得均匀,不发生疲劳软化。现象发生。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proceedings of 8^<th> Asia-Pacific Conference on Electron Microscopy(Kanazawa, Japan)
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proceedings of 8^<th> Asia-Pacific Conference on Electron Microscopy(Kanazawa, Japan)
影响因子：
0
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。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
軽金属 55・4(印刷中)
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proceedings of 8^<th> Asia-Pacific Conference on Electron Microscopy(Kanazawa, Japan)
影响因子：
0
作者：
C.Watanabe;R.Monzen;K.Higashimine;K.Tazaki
通讯作者：
K.Tazaki