マルチスケール組織制御による汎用熱処理型マグネシウム合金展伸材の高強度・高延性化

通过多尺度结构控制提高通用热处理镁合金变形材料的强度和延展性

• 批准号: 15J12688
• 负责人: 中田 大貴
• 金额: $ 1.09万
• 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: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J12688/
• 关键词: マグネシウム合金; 展伸加工; 時効硬化; 機械的性質; ミクロ組織; 集合組織; 室温張出し成形性

高速押出し可能でかつ、高強度・高延性を示すMg-Al-Ca-Mn合金の開発を目的として、Mg-0.15Ca-0.4Mn(at.%, x=0.5, 1.0, 1.5)合金の押出し性に及ぼすプロセス条件の影響と、機械的性質に及ぼすAl添加量の影響を調べた。Mg-1.5Al-0.15Ca-0.4Mn合金は、均質化処理後に水冷し、出口速度60m/minの高速押出し加工に供すると、大きな熱間割れを生じる。一方、均質化処理後に空冷と炉冷を組み合わせることで、表面割れの無い美麗な押出し材を得ることに成功した。Mg-1.5Al-0.15Ca-0.4Mn合金は、高速押出し加工後の時効処理により、300MPa超えの引張強さを示すが、粗大なAl-Mn化合物を形成するため、延性は16%程度である。Al添加量を1.0%まで減らす(Mg-1.0Al-0.15Ca-0.4Mn合金)ことで、強度特性をほとんど劣化させず、延性を24%まで高め、6N01-アルミニウム合金押出し材と同等の引張特性の付与に成功した。また、自動車のボディパネルにも適応できる、室温成形可能な汎用マグネシウム合金圧延板材の開発を目指し、Mg-2.7Al-0.2Mn(at.%)合金圧延材の室温張出し成形性や集合組織に及ぼすZnやCa添加の影響を調べた。Mg-2.7Al-0.2Mn合金圧延材は、強い底面集合組織を形成するため、室温エリクセン値はわずか3.0mmである。Caの単独添加やZnとCaの同時に添加により、底面集合組織は弱化するため、室温エリクセン値は改善する。特に、ZnとCaを同時に添加すると、Mgの底面が圧延方向・板幅方向に大きく傾き、室温エリクセン値が7.1mmまで向上することを明らかにした。

为了开发可以高速挤出并具有高强度和高延展性的MG-AL-CA-MN合金，我们研究了过程条件对MG-0.15CA-0.4MN（at。= 0.％，x = 0.5，1.0，1.0，1.5）和添加量对机械性质的影响的影响。 MG-1.5AL-0.15CA-0.4MN合金在均质后进行水冷，并以60 m/min的出口速度进行高速挤出，从而导致大型热裂纹。另一方面，通过在均匀化后结合空气冷却和炉冷却，我们成功地获得了一件美丽的挤出材料，没有裂缝。 MG-1.5AL-0.15CA-0.4MN合金由于高速挤出后的衰老治疗而表现出300 MPa的拉伸强度，但由于它形成粗al-MN化合物，其延展性约为16％。通过减少AL的量添加到1.0％（MG-1.0AL-0.15CA-0.4MN合金），强度性能几乎不会恶化，并且延展性增加到24％，并且成功实现了与挤压的6N01-铝合金相比的拉伸性能。此外，我们的目的是开发一种通用镁合金滚动板材料，该材料可以在室温下模制并可以在室温下模制，并研究了Zn和Ca添加对MG-2.7AL-0.2MN（在。％）Alloy滚动材料MG-2.7AL-0.2MN（Alt）的室温和质地的影响。 MG-2.7AL-0.2MN合金滚动材料形成较强的底部纹理，导致室温Erixen值仅为3.0 mm。单独添加Ca或同时添加Zn和Ca会削弱底部纹理，从而提高室温Erixen值。特别是，当同时添加Zn和Ca时，Mg的底部表面在滚动方向和板的宽度方向上显着倾斜，并且室温Erixen值增加到7.1 mm。

项目成果

Strong and ductile age-hardening Mg-Al-Ca-Mn alloy that can be extruded as fast as aluminum alloys

• DOI: 10.1016/j.actamat.2017.03.046
• 发表时间: 2017-05-15
• 期刊: ACTA MATERIALIA
• 影响因子: 9.4
• 作者: Nakata, T.;Xu, C.;Kamado, S.
• 通讯作者: Kamado, S.

高速押出し用マグネシウム合金に関する研究開発動向

高速挤压镁合金的研究与发展趋势

• 发表时间: 2015
• 作者: 中田大貴;鎌土重晴;松本泰誠;清水和紀;花木 悟
• 通讯作者: 花木 悟

Mg-Al-Ca-Mn系合金高速押出し材のミクロ組織・引張特性に及ぼすAl添加量の影響

Al添加量对Mg-Al-Ca-Mn合金高速挤压材料显微组织和拉伸性能的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: ○中田大貴;安嶋龍太;鎌土重晴;松本泰誠;清水和紀;佐々木泰祐;Lan Ma;宝野和博
• 通讯作者: 宝野和博

Strong and ductile heat-treatable Mg-Sn-Zn-Al extruded alloy

高强度、延展性热处理 Mg-Sn-Zn-Al 挤压合金

• 发表时间: 2015
• 作者: T.T. Sasaki;F.R. Elsayed;T. Nakata;T. Ohkubo;S. Kamado;K. Hono
• 通讯作者: K. Hono

Improving tensile properties of dilute Mg-0.27Al-0.13Ca-0.21Mn (at.%) alloy by low temperature high speed extrusion

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.07.051
• 发表时间: 2015-11
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: T. Nakata;T. Mezaki;Chao Xu;K. Oh-ishi;K. Shimizu;Satoru Hanaki;S. Kamado