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均質化時間に応じたAl-Zn-Mg-Cu合金の組織進化
Microstructural Evolution of Al-Zn-Mg-Cu Alloys in Accordance with Homogenization Time.
PMID: 32604532 DOI: 10.1166/jnn.2020.18808.
抄録
Al-Zn-Mg-Cu合金の組織変化について、均質化時間が組織、結晶粒配向、転位密度に及ぼす影響を調べた。Al-Zn-Mg-Cu合金を4, 8, 16, 24時間鋳造し、均質化した。電子後方散乱回折(EBSD)分析を実施し、微細構造の挙動を特徴付けた。マイクロピラーは、特定の結晶方位の粒で集束イオンビーム(FIB)ミリングを用いて作製した。粒子境界の粗大析出は、走査型電子顕微鏡-エネルギー分散分光法(SEM-EDS)観察により、S(Al₂CuMg)とT(Al₂Mg₃Zn₃)相であることが確認された。均質化時間の増加に伴い、等軸セルサイズが増加した。S相及びT相の体積分率は、マトリックス中への原子元素の拡散に伴って減少した。ビッカース硬さと引張強さは均質化温度の上昇とともに減少した。マイクロピラー圧縮解析をマクロ引張試験結果と比較することで、Al-Zn-Mg-Cu合金の機械的性質に及ぼすサイズ効果とストレインバースト現象を理解することができた。
The microstructural evolution of Al-Zn-Mg-Cu alloys has been investigated for the homogenization time effect on the texture, grain orientation and dislocation density. The Al-Zn-Mg-Cu alloys were casted and homogenized for 4, 8, 16 and 24 hours. Electron backscatter diffraction (EBSD) analysis was conducted to characterize the microstructural behavior. Micropillars were fabricated using focused ion beam (FIB) milling in grains of specific crystallographic orientations. Coarse precipitations in the grain boundaries are S (Al₂CuMg) and T (Al₂Mg₃Zn₃) phases verified by scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) observation. With increasing homogenization time, equiaxed cell sizes increased. The volume fraction of S and T phases decreased with the diffusion of atomic elements into matrix. The Vickers hardness and tensile strength values decreased with homogenization temperature. The micropillar compression analysis was compared to macro tensile test results to understand the size effect and strain burst phenomenon on the mechanical properties of Al-Zn-Mg-Cu alloys.