高圧場を利用した新規Mg合金の探索

利用高压场寻找新型镁合金

基本信息

批准号：
22K04670
负责人：
松下正史
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04670/
关键词：
マグネシウム合金 LPSO 高温高圧チタン合金 Ti 高圧合成機械特性

项目摘要

◇微細な二相組織を持つ合金の作製と機械特性の解明常圧では18R-type long-period stacking-ordered structure (LPSO構造)単相をとるMg85Zn6Y9は、高圧・高温でhcp相とL21型超格子の二相共存状態へ相転移する。この高圧・高温相を急冷し常圧に取り出した試料のビッカース硬さは2.1 GPa、圧縮下での0.2%許容応力は780 MPaと極めて高い。一方、弾性率は47 GPaで処理前と大差ない。本年度は、本合金の相安定性と、その機械特性を解明すべく研究を展開した。音速測定によって得られた、弾性率は、二相の混合物と仮定した場合、その下限にあたるReuss 則を僅かに下回る。結晶粒径が小さいほど弾性率も低くなる。この結果は、粒界近辺の弾性率の影響によると考えられる。次に降伏応力を結晶粒微細化の観点から評価した。780MPaの降伏強度を示す高圧合成物は、コアに50nm程度の粒、シェルに50～200nm幅の柱状晶、その周辺に約1μm幅のラメラ組織を示す。それぞれのドメインの粒界密度から、降伏応力を推定し、それらの混合と考えると780MPaは概ね妥当な値と推呈され、結晶粒微細化強化が主たる強化機構であるとの結論に達した。◇高圧・高温を用いたatomic mixingによる非混和系での新規構造の探索MgとTiは非混和な組み合わせである。この両元素を高圧・高温の液相で混和状態に近づけ、急速凝固させることによって、新物質の合成を試みた。愛媛大学での高温高圧処理実験、ならびにSPring-8のQST占有ビームラインで高温高圧その場XRDを実施した。結果として、混和されなかったが、高温高圧からの回収物をTEM、SEM、XRDで分析した結果、FCCをベースとする相が形成されることを発見した。

◇具有精细两相结构的合金的制备和机械性能的阐明发生相变到晶格的两相共存状态。从该高压高温阶段快速冷却并取出至常压的样品的维氏硬度为2.1 GPa，压缩下的许用0.2%应力极高，为780 MPa。另一方面，弹性模量为47 GPa，与处理前相差不大。今年，我们进行了研究，以阐明该合金的相稳定性及其机械性能。通过声速测量获得的弹性模量略低于罗伊斯定律，这是假设两相混合物的下限。晶粒尺寸越小，弹性模量越低。该结果被认为是由于晶界附近的弹性模量的影响所致。接下来，从晶粒微细化的观点评价屈服应力。该高压复合材料的屈服强度为780 MPa，核内晶粒尺寸约为50 nm，壳内为宽度为50至200 nm的柱状晶体，周围为宽度约为1 μm的层状结构。他们。根据每个域的晶界密度估算屈服应力，考虑到这些值的混合，估计 780 MPa 是一个总体合理的值，并得出晶粒细化强化是主要强化机制的结论。 ◇利用高压高温原子混合寻找不混溶体系中的新结构 Mg和Ti是不混溶组合。我们试图通过使这两种元素在高压高温液相中接近混溶状态并快速凝固来合成一种新材料。我们在爱媛大学进行了高温高压加工实验，并在 SPring-8 的 QST 占据光束线上进行了高温高压原位 XRD。结果，它们没有混合，但使用TEM、SEM和XRD分析从高温高压回收的材料的结果发现，形成了基于FCC的相。