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論文

Effect of aluminum or zinc solute addition on enhancing impact fracture toughness in Mg-Ca alloys

長谷 貴之*; 太田垣 達也*; 山口 正剛; 池尾 直子*; 向井 敏司*

Acta Materialia, 104, p.283 - 294, 2016/02

 被引用回数:25 パーセンタイル:84.72(Materials Science, Multidisciplinary)

3種のMg合金(Mg、Mg-0.3 at.%Ca-0.6 at.%Zn、Mg-0.3 at.%Ca-0.6 at.%Al)に対して、衝撃3点曲げ試験による衝撃破壊靭性測定を行った。塑性変形能と衝撃破壊靭性は、純粋なMgと比べて合金の方が高くなった。第一原理計算から、一般化積層欠陥エネルギーと粒界凝集エネルギーをMg,Mg-Ca, Mg-Ca-Zn,Mg-Ca-Al系それぞれについて計算したところ、実験結果の傾向をよく説明する結果が得られた。計算と実験の比較から、ZnとAlをCaと同時に添加することで、塑性変形の異方性を低減し、かつ、粒界を強化することにより、高い衝撃破壊靭性が得られたと考えられる。

論文

Effect of solute segregation on fracture behavior of Mg alloy

川 智明*; 山口 正剛; 池尾 直子*; 向井 敏司*

Magnesium Technology 2015, p.197 - 200, 2015/03

Mg合金を自動車用構造材料として用いるためには、衝撃試験における破壊挙動を理解し、その特性を向上させることが必要である。本研究では、衝撃3点曲げ試験における溶質元素の影響を調べるため、Mg-0.3at.%Y合金における試験結果をAZ31合金の結果と比較した。その結果、Mg-0.3at.%Y合金における亀裂進展速度はAZ31合金よりも遅くなり、吸収エネルギーは2倍ほど高くなった。これらの結果は、Mgに対するY添加が破壊靭性を向上させることを示している。

論文

Material design for magnesium alloys with high deformability

染川 英俊*; 山口 正剛; 大澤 嘉昭*; Singh, A.*; 板倉 充洋; 都留 智仁; 向井 敏司*

Philosophical Magazine, 95(8), p.869 - 885, 2015/02

 被引用回数:18 パーセンタイル:73.71(Materials Science, Multidisciplinary)

マグネシウム合金は軽量だが室温における変形能が低い。いくつかの添加元素が延性を改善することが知られているが、よりよい添加元素が求められている。第一原理計算から非底面すべりを活性化する元素を探索した結果、その原子半径と電気陰性度によって、よりよい添加元素を判別できるという予測が立てられた。実験の結果は計算の予測と一致し、CaとSrなどがマグネシウムの延性を改善することが分かった。計算科学を援用した材料開発が実現可能であることを示唆する結果である。

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