希土類フリー高強度マグネシウム合金の再結晶メカニズムの解明と素材加工条件の最適化

无稀土高强镁合金再结晶机理阐明及材料加工条件优化

基本信息

批准号：
24760594
负责人：
徐世偉
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

CO2削減に大きく貢献できる自動車用ボディパネル材、骨格構造体等の自動車部品の超軽量化用の希土類フリー高強度マグネシウム台金開発のために、本研究では豊富で安価なユビキタス元素のみから構成される規則GPゾーン形成型Mg-Al-Ca(Mn)およびMg-Zn-Ca(Mn)系合金の再結晶挙動に及ぼす晶出化台物および粒内に形成されるナノ析出物の影響を解明し、その結果を基礎として、高性能なマグネシウム台金の創製のための合金設計指針とその最適製造プロセス条件の提案を目指した。成果は以下のとおりである。(1)汎用元素のみを含有するMg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%)(Al/Ca質量比29/26)台金連続鋳造材を用いて押出し加工を行った。300-475℃という高温押出しにも関わらず、0.1mm/sという低速で押出すことにより、ナノスケールの板状および球状の準安定相の析出、微細分散した晶出化合物のピン止め効果による再結晶位微細化が発現し、その結果、300℃押出しまま材でも、引張強さ486MPa、引張耐力446AMPaと、既存の展伸用マグネシウム合金と比較しても非常に高い強度を示す。既存の耐熱型4032アルミニウム合金T6処理材に匹敵する高強度化が低コストで達成し、日本発の低コストで優れた耐熱展伸マグネシウム合金が実現すること明らかにした。(2)Mg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%)合金の鋳造まま材の高温押出し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、粒内ではまず(10-12)引張双晶が生じ、その双晶が成長し、強い底面集合組織を持っている未再結晶領域になる。さらに双晶が起きていない領域での柱面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連続再結晶(CDRX)が生じる。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、新たな展開へ向けた研究へと進展させている。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3本掲載した。さらに、国際会議でも2回口頭発表を行い、「軽金属学会第122回春期大会」では優秀ポスター発表賞を受賞した。

为了开发一种不含稀土的高强度镁基材料，用于汽车车身板件材料、框架结构等超轻量汽车零部件，为减少CO2排放做出巨大贡献，本研究旨在开发一种稀土-游离的高强度镁基，仅由丰富且廉价的普遍存在的元素组成，形成常规 GP 区类型 Mg-Al-Ca(M)。 n) 和 Mg-Zn-Ca (Mn) 基合金的目的是提出合金设计指南和最佳制造工艺条件以创建贱金属。结果如下。 (1)使用仅含有通用元素Mg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(质量％)(Al/Ca质量比29/26)的连铸母材进行挤压加工。尽管在300-475℃的高温下进行挤压，但在0.1 mm/s的低速挤压下，会导致纳米级板状和球形亚稳相的析出以及细分散结晶化合物的钉扎效应。因此，即使是 300°C 的挤压材料也具有 486 MPa 的拉伸强度和 446 AMpa 的拉伸屈服强度，与现有的变形镁合金相比，这是极高的强度。据透露，可以以低成本实现与现有耐热4032铝合金T6处理材料相当的高强度，并实现了日本制造的低成本且优异的耐热膨胀镁合金。 (2)利用背散射电子衍射技术详细研究了铸态Mg-3.6Al-3.3Ca-0.4Mn(mass%)合金高温挤压时的显微组织变化。结果，晶粒内首先出现（10-12）拉伸孪晶，这些孪晶长大成为具有强基底织构的未再结晶区域。此外，由棱柱滑移变形和位错重排形成的小角度晶界伴随非孪晶区域的动态回复而变成大角度，从而导致连续再结晶（CDRX）。根据研究结果，我们提出旨在提高性能的组织控制，并推进研究以实现新的发展。该成果今年已以第一作者身份在三本国际学术期刊上发表。此外，他还两次在国际会议上进行口头报告，并在日本轻金属学会第122届春季会议上获得优秀海报展示奖。

项目成果

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Mg-Al-Ca-Mn希薄合金のミクロ組織および機械的性質に及ぼす圧延温度の影響

轧制温度对Mg-Al-Ca-Mn稀合金显微组织和力学性能的影响

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
徐世偉;上野顕路;大石敬一郎;鎌土重晴;本間智之
通讯作者：
本間智之

Effects of different cooling rates during two casting processes on the microstructures and mechanical properties of extruded Mg-Al-Ca-Mn alloy

DOI：
10.1016/j.msea.2012.02.034
发表时间：
2012-04-30
期刊：
MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
影响因子：
6.4
作者：
Xu, S. W.;Oh-ishi, K.;Homma, T.
通讯作者：
Homma, T.

Mg-Al-Ca-Mn均質化処理材の高温押出し

Mg-Al-Ca-Mn均质材料的高温挤压