Simultaneous improvement of strength and room-temperature formability of rolled Mg alloy by dynamic recrystallization based microstructural control

基于动态再结晶的微观结构控制同时提高轧制镁合金的强度和室温成形性

• 批准号: 22K18900
• 负责人: 中田 大貴
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18900/
• 关键词: マグネシウム合金; 圧延加工; 動的再結晶; 集合組織; 変形双晶; 電子線後方散乱回折; プレス成形性; 引張特性; 結晶組織; プレス成形

圧延加工後に全面再結晶組織を実現可能なマグネシウム合金探索を行った。動的再結晶を組織全面で生じさせるには、大ひずみ圧延加工が必須であると考えられるが、マグネシウム合金の展伸加工性は低いことが一般的であるため、まずは、大ひずみでも割れなく圧延可能な材料の選定を行った。また、マグネシウム合金の成形性低下の原因となる底面集合組織(（0001）面//圧延面)を解決できる材料としてMg-Zn-Ca合金があり、まずは、本合金の圧延加工性に及ぼす亜鉛およびカルシウム添加量の影響を調べたところ、予想通り、カルシウムが多いと、圧延加工時には割れが生じやすいことがわかった。一方で、亜鉛添加は、圧延加工性の向上に有利であることがわかり、0.4%~2.3%の範囲では、亜鉛添加量が増えると、大ひずみ圧延加工時の割れが低減した。以上の結果より、合金組成を決定し、種々の温度にて圧延加工を施した。圧延材の結晶組織を観察したところ、Mg-Zn-Ca合金では、大ひずみ圧延加工後でも、動的再結晶が極めて生じ難いことがわかった。カルシウムを添加したマグネシウム合金では、展伸加工中に動的製結晶が生じ難いことから、研究代表者が最近開発したカルシウムフリーのMg-Al-Mn合金を用いて、大ひずみ圧延加工に挑戦したところ、十分な圧延加工性を有することがわかり、動的再結晶が顕著に生じることも確認した。特に、圧延材の表層近傍では動的再結晶が促進され、1μm程度の超微細結晶粒を形成できることも確認した。さらに、双晶を起点とした動的再結晶も生じることがわかり、双晶を起点とした動的結晶粒によって、マグネシウム合金圧延材特有の底面集合組織を解消できることも実証した。

滚动后，将镁合金搜索完全重结晶的结构。人们认为，大型应变滚动对于整个结构上的动态重结晶至关重要，但是由于镁合金通常不可伸缩，因此我们首先选择了一种即使在大菌株中也可以滚动的材料也可以滚动。此外，MG-ZN-CA合金是一种可以求解底部纹理（（（0001）表面//滚动表面）的材料，这会导致镁合金的可变性。首先，我们研究了添加的锌和钙量对该合金滚动加工性的影响，正如预期的那样，发现如果钙大量，在滚动处理过程中可能会发生破裂。另一方面，发现添加锌在提高滚动加工性方面是有利的，并且当添加锌的含量增加时，在0.4％至2.3％的范围内，在大应变滚动过程中的开裂减少。基于上述结果，在各种温度下确定并滚动合金成分。当观察到滚动材料的晶体结构时，发现即使在MG-ZN-CA合金中大量应变滚动后，动态重结晶也非常困难。由于研究人员尝试使用研究人员最近开发的无钙的MG-AL-MN合金尝试大量应变滚动，因此他发现动态结晶在镁合金中膨胀过程中的可能性较小，因此他发现它具有足够的滚动可工具性，并且还证实了动态重结晶。特别是，已经证实，在滚动材料的表面层附近促进了动态重结晶，并且可以形成约1μm的超铁晶粒。此外，已经发现，由于起点也​​发生了双胞胎的动态重结晶，并且还证明了动态晶体晶粒起点的起点，因为起点可以消除镁合金滚动材料所独有的底部纹理。

项目成果

Role of dynamic recrystallization and grain growth on the formation of abnormal basal texture in a high-alloyed Mg-Al-Zn extruded alloy

• DOI: 10.1016/j.mtla.2022.101652
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Materialia
• 影响因子: 3.4
• 作者: T. Nakata;S. Kanitani;Y. Matsumoto;M. Ogawa;K. Shimizu;S. Kamado

ハルビン工業大学(中国)

哈尔滨工业大学（中国）

優れた引張特性，室温成形性 および耐食性を有するMg-Al基合金の開発

开发具有优异拉伸性能、室温成型性和耐腐蚀性的镁铝合金

• 发表时间: 2022
• 作者: 海部圭吾;中田大貴;鎌土重晴
• 通讯作者: 鎌土重晴

先端軽金属材料研究室

先进轻金属材料实验室

熱処理型マグネシウム合金の成形性に及ぼすG.P.ゾーン分散の影響

G.P区分散对热处理镁合金成形性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Luo Xuan;佐々木 泰祐;中田 大貴;IMIELA Marc;KLAUMUENZER David;鎌土 重晴;宝野 和博
• 通讯作者: 宝野 和博