微細結晶粒Al-Mg合金の高温における変形機構の遷移による超塑性的巨大伸び

摘要

結晶性金属材料は結晶粒径が微細なほど，室温域ではHall-Petchの関係にしたがい強度が向上し，高温域では超塑性現象の発現が期待できる．このような背景から，近年，微細組織を得るための手段として，強ひずみ加工（Severe Plastic Deformation：SPD）が実験室レベルで研究が進められている．本稿では，SPDの1つとして，摩擦撹拌処理（Friction Stir Processing：FSP）を試みた．FSPとは，1991年に英国溶接研究所で開発された摩擦撹拌接合（Friction Stir Welding：FSW）の継手部に，等軸·微細な再結晶組織が形成されやすい特徴を組織制御として応用した技術である．これを本稿では，5083アルミニウム（Al-Mg）合金O材に適用し，その高温変形特性について調査した．本合金のFSP後の平均結晶粒径は，10μm以下の等軸·微細組織であった．この様な微細組織は，超塑性発現の主たる変形機構である粒界すべりが生じやすいと言える．一方，高温変形特性を調査するに先立ち，本合金のミクロ組織の熱的安定性を調査したところ，673Kより高温側でミクロ組織が熱的に不安定であり，粒成長しやすいことが分かった．しかし，本合金の熱間延性は，200%を越える巨大伸びが得られることが分かった．そこで本稿では，このような熱的に不安定なミクロ組織から成るAl-Mg合金の高温変形特性について調査した結果について報告する．