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Mg-Al 合金の粒界反応について

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(1)Title. Mg-Al 合金の粒界反応について. Author(s). 渡辺, 亮治; 幸田, 成康. Citation. 北海道學藝大學紀要. 第二部, 8(2): 65-77. Issue Date. 1957-12. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/5546. Rights. Hokkaido University of Education.

(2) . 第8 巻 第 2 号. 北海道学芸大学紀要 (第二部). 昭和32年12月. Mg ‐AI 合金の粒界反応について 渡. 辺. 亮. 治. 北海道学芸大学函館分校化学教室 幸. 田. 成. 康. 北海道大学工学部合金学教室. i w÷Ar Ryo j rANARE and Shigeyasu K( )pA : A S tudy of the ion o Grain Boundary React 1oys f Mg‐AI AI .. r‐A1 l The gra in boundary r i i i i d in t tud l l ing l eac ena were s ed n on phenon ・ croscop al ca oys cont a g y on n o o 。 A d 1 ト T h l d O 2 8 l o 7 4 l l 7 8 7 t t O l o 1 O 2 o q 5 O o 2 5 O O O 5 q q e a oys wereage a and . , ・ ,an . % , respec vey. , ,3 o i f id sol 350 C af t i er quenching fr。 1 m the t emperat ure of a un onn sol ut on. The rat e of growth 。f in boundary reac i inedf imat i l t t nodu on Was obt rom the es es ofthe gra a on ofthe measur ed area ofthe l nodul i i i i t t t t t a es ot er s on werei nves cs ofthe reac ed gat . ,and the charac ined are as士ol The resul l t s obt a ows . i l la l l O2% A1al l s observedin a on i oys exceptf 。r 7 oy 1 ( ) The grain boundary react . ・ h i ing the cont i d h f h t l l t t t ent of Mg e r r n t e a c o n n c e a e a er e r 2 s s a o o w es a ( ) Asincreas of nodu so g , , ing t f th the i i ture ncrease of the age em ー I ncreases wi rans or l l l at sothermal 亡 on pera , as shown in the i curve s .3 and4) ,(Fig ix of al l l i 1the mat r t 3) AI oysi et e es ofthereac ( s notcompl on y exchanged by the nodul . i t (4 ) The total area exchanged by the nodules whichis represented by thefract on ofthereac ed l one i i ta th the t ture of age tr l e ー mpera ng area to theini sesto the maximum va ue at a ,changes Wi , and i ia inint t ture et en 1pera rt enned ce a .(Fig ,5) i i lve enormous l t t on envo (5) The nodul es of the reac at es whi arge prec ch are seemed to be pi yl i l l ented for growth ) regu ar y or .(Photo .5 and 6 . inthe inter i i th i l i i 6 te orof gra ns are of a pl ( r or a et shape and the ) The precipitates wi entat ons of. o) ar o growth are seemedto beregul . (Phot . 9 and l (7 ) Most ofthe n。dules are grown on oneside of a boundary, however such nodules that grow‐ ides o士 a boundary are observed f l l t i t requent ted ones by apparent ers are un y y on both s . The la l nodul i de of a boundary atd i任e int 1 ned on one s subs equent growth ofindi es Whi vidua ch for rent po s . ion wh i thinthe int i ins (8 ) such regions asthe nodules ofthe react ch are observed wi er or ofgra ,. i i n ch Wereformed ata boundary ofthe gra t are those wh cording to the sche ne shown in Fjg ,ac .9 .. iva ion energy ofthe gra i i t l t t n boundary reac (9 rom Fig ooo ca l on ca a ed f /mo l ) The act cul s 25 .6i , ,. ime wh i ing f i l i However t l l i ro i ] 〔 ] nthe t i ei tf cula ch a nodu 1 七 t cros coP s observed 貫 ca rs vat on ya , cal ,the ac i l 74% A1and 9 ooo ca 70o ca l /molfor lo 87% A1 i l i F energ es are 23 /molf。r 8 r t 7 d e e c v e ( s 8) a n p . g . y , , . , .. - 65 -.

(3) . 渡辺亮治o幸田成康. 言. 1 . 緒. 多くの二元合金の中には、 高温では第二成分金属を多量に固溶 して単一な固溶体となるが、 温度 の降下につれて固溶度が次第に減少し、 常温では固溶度が小さくて、 二つ の相の共存の方が安定し ているようなものがある。 このような合金を高温度の単一固溶体領域から焼入れすれば、 安定相へ の移行が妨げられて、 第二成分金属の母金属に対する過飽和固溶体が得られる。 この過飽和固溶体 は常温で不安定でありこれが次第に安定相に移行しようとする傾向を内在している。 したがって、 ) 時間の経過と共に合金の諸性質は次第に変 これを常温に放置すれ ば、 (この事を常温時効と云う。 化するが、 特にこれを焼入温度と常温との中間温度に保持すれば (この事を焼戻時効、 叉は高温時 )時間の経過と共に合金の諸性質は著しく変化 し、 これと共に各種の組織の変化が起る。 効と云う。 1年以来、 非常に 91 このような変化は一般に時効現象と呼ばれているが、 これに対する研究は既に1 ) 多 く の 人 達 に よ っ て な さ れ て いる。 1. これら時効中に見られる組織変化の主なものは過飽和固溶体よりのいわゆる析出現象であって、. これが一般的な変化は Fig,1 より分るように次式で示される。 過飽和固溶体 α÷う 飽和固溶体 α十β. i F g .1 は単に初期状態と最終平衡状態を示している。 析出に関する研究も既に古くから多数行わ れており、 最近X線その他の方法によって著しい発展を見たが、 その結果第二相の析出過程は極め. て複雑な変化であることが分っている。 過飽和固溶体からの析出の機構は多くの研究の結果 (1) homo ‐ 析出が結晶内部で均一に進行する も の--均一析出 ( ion tat geneous precipi. 叉は. ion) inuous precipi tat cout. ) 主 と して 結 晶 粒 界 よ り最 初に 析 出 が (photo .9 , 10) と (2. 進行し次第に結晶粒内に拡 荊 、 同時に過飽和相を消失する も の -- 不 均 一 析 出. i i ip ta t t on (he erogeneous prec. 叉は. ipi ion) (Phot inuous prec ta di t o scont .1 ,2) の 二つ に 大 別. 〆. ①. き ≦ E. “ 8三 一. さ れ て い る。. -析出は一般 に異常に発達した析 出 物 を 含 む pear 不均- A. ’. (。wentmqoル(%B). て発達するもので、 ”nodular reaction 2) と も 云 わ れ、 叉 1 ipi i Fig. i lat tat onforprec on . Phasere ‘Cel ) は‘ lular precipi io亘’ と 呼 ん で い る。 tat 13 Turnbul l )は、 これが焼入れ歪や析出の歪によって起る一 種の再結晶であると考えて ‘‘grain Ge i er ら 4 s. i l ion react ion“ 叉 は 単に ”gr in boundary reac izat t boundary recrystal on” と 呼ん で いる。 a. ) 直接これを研究目的として 粒界反応に関しては、 既に多くの合金について報告されているが1 なされたものが少なく、 多くは他の目的で行われた研究中に観察されたものである。 したがってそ. の性状及び機構について 未だ不明の点が多く残されている。. ) に よ っ て 観 察 され た が 最 近 では西 氏 t on5 Mg ‐AI 合 金 の 粒 界 反 応 は、 は じ め Talbot 及び Nor 6 ) は微量の Zn 及び Mn を含む Mg‐AI 合 金 に つ いて、 F1anig- ) も 観 察 して い る。 更 に Fisher7 ) は Zn を含む Mg ‐AI 合金について同 様に粒界反応を観察している。 最近 Roberts′) は an ら そ. 3%、 合金についてクリープに及ぼす粒界反応の影響を光学顕微鏡を用 い て 観 察 し、 Mg ‐AI I0 , とその隣接結晶粒の結晶学的方位を明らかに した。. nodule. 2 Cu 3 2 1 1 ) 合 金 の 粒界 反 応 につ い 1 1 Zn-Cu1 ) o ) ‐Zn ‐Agl 著者らはさきに A1 , ‐Be , Zn‐Ag ) , ) , , A1 - 66 -.

(4) . Mg-AI 合金の粒界反応について. l て光学顕微鏡的観察、 nodu e の成長速度測定及び活. Zo. 性化エネルギーの算出、 微小硬度変化の測定等を行っ て種々の実験的事実を明らかに したが、今回更に Mg ‐. AI 合金について同様の実験を行ったので それらの結 、. 果について 報告する。 Fig. 2. 〆+」. ) 4 I 合 金 の平 衡 状 態 図 で あ る。 1 は Mg‐A1. . = . 試料及び実験方法 1 ‐ 試. 料. 9% Mg で、 実験に供した Mg は本荘亜鉛製の99 . これを軟鋼鉄製増禍中で MgC1 2 を溶剤として 被覆熔. ←. 解 し、 700oC に達した時に夫々配合量の 住友化学製. 0 綿. ん だ。 こ れ を 350Co ~4moc で 押 出 しを行 い、 厚 さ. ゐ 0 M害. 1 を添加し、 鉄棒を用いて良く撹拝してか の高純度 A ‐ oC で直径40m 00 ら、 十分間静置し、 6 m の金型に鋳込 3mm、 中20mm の 板 をつ く り、 これ か ら 長 さlon皿 に き りと って試 片 と し た。. ワ 3 2 , ‘. 影. Q 〆+e(A 3轡). 2。 - 。 ん t peyc鍬t A 陥ん 3. 3。. Fig. i 2 l i i um‐a n umi um phased agram . Magnes. 得られた試料の分析値は第1表に示してある。 表中試料に対して附した記号は本報告に於て便宜. 上仮につけた名称である。. Table l i lana l l l ca softhea oysused ys ,一Chemi A1umin ium % AI 1 oy A AI 1 oy B. 10 74 . 8 87 . 02 7 .. AI 1oy C. 2 , 訳片の熱処理 25oC で行った。 この温度で十分溶体化した後水中に焼入れ、 直ちに夫々 試片の溶体化処理は4 0 0 0 0 0 o 50,100,150,200,2500 ,300,350 C の各温度で時効 した。 3 . 組織の現出方法 試片の顕微鏡組織は 次のようにして 現出した。 即ち正燐酸 : エチルアルコールが 3:5 の 混 2 を以て3~5分間電解研磨した この方法で 得られる 試片表面は研磨 0 IA/ c m 合液中で電流密度0 . 。. されるのみならず適当な腐蝕を受けるので、 その後改めて腐蝕の必要はなかった。 析出の激しい試 片はグリコール腐蝕液*で腐蝕してから観察した。 試片表面の何割が nodule によっておき代った l葵* に よ る 腐 蝕を 行 ta かを観察するには、 matrix と nodule の コ ン トラ ス トを 最 も 良 く与 える Ni っ た。 4 . nodule. の成長速度測定法. この実験では夫々の時効時間で同一個所を検鏡することが難しいばかりでなく、 検鏡の際その都 度行われる電解研磨のために試片の表面が溶解し去るので、 焼入れ直後観察された粒界を引き続き e は やが て 併合 し相 互 の 区別 が 観 察 す る こ と が 出来 な い。 叉 同 一 粒 界 か ら個 々 に 発 生 した nodul. つかなくなるので成長速度を個々のものについて測定することが出来ない。 したがって、 試片の中 * エチ レングリコ←ル7 5%、 濃硝酸1%、 襟 蒸溜水 、溜7 24%の混合液 **濃硝酸1 5%、 エチルアルコール85%、 の混合液. - 67 -.

(5) . 渡辺亮治・幸田成康 2倍) こ れ . 央部を任意に数点えらび、 その部分を低倍率で顕微鏡写真をとり (倍率は 61m 上で14 を各時効時間に l t er で nodu を 約10倍 に 拡 大 して P1anime e の総面積を測り、 全視野に対する比 片の表面と内部との差 なお測定の際 対して求めた。 、 および腐蝕によるその後の成長への障害 、試 の有無について予め実験を行ったが、 殆 ど影 響を認めなかった。 fract ion. i on 値 と 呼 ぶ こ と に す る。) は用 いた 試 片 の 面積の全視野に対する比 (以 下 単に fract. o ) す な わ ち、 nodul e の 総面積 が i ze に よ っ て 著 しく 左 右 さ れ る こ と が 既 に 分 っ て い る。 l grain s. 等しい場合でも. i ze grain s. の小さい試片では. in size の大 icn 値 が 大 きく な り、 反対 に g ra fract. i on 値 の 測 定 は 等 しい grain size ract した が っ て f 5 )に われわれが用いた試片の grain size は Zimmer 法 1. きいものでは fraction 値 は 反 対 に 小 さく な る。 の試片について行わなければならない。 よって約8 cm2 であった。 ,00ON/. m . 実 1 . nodule. の成長速度. 各温度で時効 した際の. ion nodule の fract. 験. 結. 果. 1 AI oy 値は Table ,3 ,4 に 示 して あ る。 ,= 及び Fig. C は こ の 実 験 で は 粒 界反 応 を 示 さ な か っ た。 frac e の 面 積 が 測 定 し得 る 大 i t on 値 の 測 定 は nodul. さに成長 してからはじめられたものであって、 各時効温度で nodule が検鏡し得る大さに到った時 i on 値 を 示 す 各等 温 変 化 間は Tablem に示してあ る。 FIg, 3,4 か ら分 る よ う に nodule の fract. や 4 き0 .. . ‘. 0 1 ,. 0O !. ′0 A9 e 乙れ9. ) TLme (hy s. 3‐Frac i in boundary reac ion curve f Fig 74%) t t or Mg-A1 (lo on gra . . 0 3 , 0 0 2 0 0. 。 ば。. f 達Q o l. o o l ) 5 Aうeしれ9 Tいいe (hr. 0 0 一0. i i in bounda 87%) Fig. t 4-Frac t ry reac on curvefor Mg‐A1(8 on gra ,. - 68 「.

(6) . Mg‐AI 合金の粒界反応について. 1 含量 の 多いも の程、 叉 同 一 曲線は対数時間軸に対 しゆるい S 字形 を な して お り、 nodule は A ‐. AI 含量については時効温度の高いものほどその現出が早く、 その後の成長も速か で こ れ に 伴 い ion fract. 値も増加している。 C を除いては何れの場合にも試片全面が. こ の 実 験 で は 25. かった。 低温度時効では. odule でお き代る よ う な こ と が な n ‐. i nodule の f ract on 値 の増 加 が ゆ る や か で あ るが、 粒内 析 出物 の 検 鏡 さ. e の れる辺 りか ら更 に 成長 が ゆ る やか と な り やが て 停止 す る。 こ れ に対 し 300oC 時効 で は nodul. ra c‐ 成長が速かであるが、 これに伴って粒内析出物の成長もまた速かに行われるために、 小さい f 値を与えたまま成長が停止する。 したがって適当な時効温度をえらべば同一時効時 間 に 対 し 1oy A では 250oC が これに 相 当 して お り、 こ の ion 値 が 与 え られ るこ と に な る。 AI t 最 大 の frac. ion t. i 1 i in Boundary Reac t Table ll t on for AI oy A and B, ‐一The Frac on of Gra TO0oC. Amy A. . 1 0,ー一. 2 ○ ,. 150oC. \ 、(塾 1 \. 16. A加y B A, , oy. A. 1. 32. 1. 一. 1肪. m 1 11. 1 2 10 ,胴,脚,. o 37 1 .. 26 O .. 64. 0 47 .. 0 51 .. 20o. 0 54 .. 200OC. ( ミニ1 1/9 AI 1oy AI 1 oy. 1. 1. 1. 2. コ. 4. 1. 繊. 6 4. 1肪. B A. 0 52 .. 0 61 ,. 0 65 .. 250oC. \\. ] 覧 1 ・L i 物 E ・ 1 2. A節y A i o oo 97 1 1 2 11 0 7 91 0 91 0 5 . . ・ ・ .. 300OC. A』. A T 0 0 1 0 5 , 5 , ,. 4 一, 8. i i ・ rab1e 菖韮亙 - iods of Gra in Boundary Reac 1 t 士 -1ncuba oy A and B. r on for AI on Pe. iき\ 1 A1とも A 1 AそるB 50. 皿 即 加 加 狐 籾. 1500. >1500. 50. > 130 16. 1 / 1 9 1 / 6 0. <1 / 6 0 1 / < 6 0 - 69 「.

(7) . 渡辺亮治・幸田成康 i i t on 値を示し 場 合 fract ra c on 値が1となった時効時間中 (2時間) に各時効温度で得 られた f た も の が Fig .5 で あ る。. 2 . 粒界反応の活性化エネルギー 5 に達する時間及び Table,m か ら 粒界反応の等温変化曲線を示す Fig.3 か ら fraction 値が0 . l e がはじめて検鏡された時間の逆数の対数をとり、 これらを各時効温度 (絶対温度) の逆数 nodu に 対 し て 示 せ ば Tabl e W の よ う に な り こ れ ら の各 点 は 夫々 Fig ,6 ,7 ,8 の よ う に 一 直線 上 に の. ることが分った。 したがって粒界反応の反応速度は次式のように温度の函数としてあらわすことが 出来る。 に aexp (- & ) で、 a 及び Q は 夫 々 恒 数 で あ り、 R 及び T は夫々気体恒数及び絶対温度である。 これら の 事 か ら 粒 界 反 応の活 性 化 エネ ル ギー Q は Fig ,6 ,8 の 直 線 の 傾 斜 か ら 求 め る こ と が 出 来、 こ ,7 こ. れによって得られた値を Table V に 示 して ある。. 300. 2 o0 r. 1 00. 短mpem tはre 0C. A e粥 q 9. Fig.5‐Frac ing of AI 1oy A. ion reac t t rat ed ver empe ure ofl hr sust . age. 0 002ぢ ,. 1 ‐. QO02′. Qoo′ 今. O OO円 , 0 01 ,. 0 1 ・. -. 0 1 .. O 1. TL } h r - ”e( ivat ion ene Fig.6一P1otto det t rgy f ror ] n dat a in Tabl e 1V, (a) ermine the ac. - 70. 一.

(8) . Mg「AI 合金の粒界反応について. o 〆 o o ,. f o Q0. ′ d o. Q ′ ー j ) 麻E斜R s Tな. ん o. ○ ′. Q ′ P. i ion energy f t t V,(b) rom da e工 ain Tabl Fg t vat o de ermi nethe ac ott .7‐P1. 0 Z6 0 O , o o zs Q ○ O 0 Zq ‐ ,. OZ ′ QO 0 0 Zo α ol q Qo qol. I o .. o D .. i i l Fig.8‐P1 t tain Tab rom da erminethe ac vat on energy f eIV ) otto det c ,(. - 71 -.

(9) . 渡辺亮治・幸田成康 Table IV-Dat i ion Bne i t t af rgy orthe Det ermina on of Ac vat. (a) Data l f i 1 -React rom Hal on Time of AI oy A. Te ] 化 l p . oC. T. 150. 423. 200. 473. 250. 523. 1. t g 言 ~ 1 手誓 s温謂 o Hr. キ. .お. 0 00236 . 0 00212 . 0 00191 .. 0 0111 . 0 5 .. (b) Data f i iods of AI 1 rom the lucubat on Per oy A. Te 1 mP, oC. T. 50. 323. 100. 373. 150. 423. 200. 473. 250. 523. 1÷. 1声. m E T 際! e轡 認 g. 0 00309 . 0 0 ,0268. 1500. 0 00236 . 0 0 .0212. 2. 0 00066 .. 50. 0 02 . 0 5 .. 1 / . 2 1 / 6 。. 0 00191 .. 12 60. (c) Da i i ta f 1 ro ・ n thelucubat on Per ods of AI oy B. f 150. 423. 200. 473. 250. 523. キ. ( 蔓 n g ー 謂篭e1鵠 Hr. 0625 0 . 0 125 . 0 5 .. i i Table V-Th inedf on Energi es obta rom the Da ta of Tab l e Values ofthe Act vat el ▽ .. Aめy. 」. 1. Mg- 10. 74% AI. f Fron l i t ・the Ha -Reac on Time. Mg. Fro i i t 1 m the lncuba on Per ods. 8 87% A1 .. Fron i i ュthe l ncubat on Per ods. 豆 ( ) c. 25 00O , 23 00O , 9 700 ,. 3 . 顕微鏡観察. 1 l b 先 に 述 べ た よう に AI oy C は Ta e 切 に示 した時効範囲では粒界反応を示さなかった。 叉 o 1 1 o AI B 0 1 3 0 C h で も 時 効 oy r では粒界反応が起らなかった。. l nodu e は異常に発達した巨大な析出物を含んで、 主として粒界の片側に成長しているが、 その. o ) に 比 べ て 若 ろ な め ら か で あっ た nodul -Ag 合 金 l 先 進 粒 界 は AI e の生 成 は 各 結 晶 粒 に よ っ て 。. 遅速があり、 同一時効時間中に既にある粒界では. nodule. が可成り成長しているのが見られるにも. to か か わ らず 他 の 粒 界 で は殆 ん ど成 長 して いな い と 云 う 事 が 屡 々 あっ た。 (Pho .3). 各. nodule. Zn は成長後互にぶつかって、 そこに新らしい粒界をつくるが, 新らしい粒界は A1 ‐. 1 ) ほ ど明 瞭 でな かっ た。 (Photo 合金1 ) .4. - 72 -.

(10) . Mg-AI 合金の粒界反応について Table VI-Age ing Time ofthe Spec imens i Wh ch did notform nodu1 es , B yB 嘉 蓄 電 A讐 ¥ r 1000 1500. 130. 1. 2000 2500. Aー C loy C A 霊 Hr. ョ ,. ー. 130. 目. 一 -. 120 32. l nodu e 内の析出物は数方向の方位を有し夫々平行に層 状 に 発 達 して い る よ う で あ る が A1 ‐Ag 合 金 の 場合 ほ ど明 瞭 で な い (Photo .6 ,7)。 高 温 での 時 効 では層 状析 出物 の. 間隔は次第に大 きくな り、 叉粒内の析出も盛んになるがや が て 凝 集 し始 め る。 (Photo .8 ,9). 粒内析出物は小さい板状をなして分 布しており、 夫々一. 定 の 析 出 方 位を 有 して い るよ う で あ る (Photo ,10) ,9 。 屡 々 粒 界の 双方 に 成 長 して い る よ う に 見 え る 1 iodul e 7 1 1 (Photo ) や h 粒 内 に離 れ な 島 状を の して い るも o‐ .,. . ′ B Fig.8 i i 1 1 - nat t- cd agramsfori us , Sche i ing the nodu ike an i l t ra e l at ed sol i l s and . BB and B′ B′ a i re grain boundar es . imen surf S′S′i ace s a spec .. . . 妻 蓋 書 書 書 重書 墨 重 重 違 重 憲 富 書 書. ′ B (b ). (c) c). Fig i i ingthesequences l l t ヒ ra c diagramsfori us .10 .Schemat ・ f in bounda i i des of gra n es whi o odul ch grow on both s r e s . B-B’i s a grain boundary .. to e を現 出 し て い る試片 の 表 面 を電 解 研磨 に よっ て 数 回 削 .12) が観 察 さ れ た。 離 れ 島 状 の nodul. り去ってその都度顕微鏡観察を行った結果、 このような nodule は結晶粒の内部で生じたものでは なくて、 試片内部の粒界に生じた nodule が次第に成長 し試片の表面によって載りとられたもので あ る事 が 分 っ た。 Fig e を図示 したも の で あ る。 nodule 成 長 の 初 期 段 階 .9 は こ の よ う な nodul - 73 -.

(11) . 渡辺亮治・幸田成康 3 ) の場 合 l e は Cu‐Be 合金 1 を顕微鏡観察した結果粒界の双方に成長しているように見える nodu と同様に、 はじめ粒界の夫々異つた点から反対方向に片方 に成長した nodule がその後の成長によ 0は i g .1 って互に接合して一見粒界の双方に成長したかのように 見えるに過 ぎない事が分った。 F この よ う な nodule の接合の有様を示したも のである。. W. 結 果 の 考 察. 最近. ) は MgAI 合 金 の ク リ ー プ を しら ベ、 nodul e Robert9. 内に生じたたり線と. nodule. 接した結晶粒内に生じたたり線の方 向が夫々一致する事から ‐AI 合金の粒界反応も叉 を 有 す る こ と を 見 出 した。 こ の事 か ら Mg. nodule. に隣. は隣接結晶粒と同 一結晶方位. 6 o ) Zu‐Ag ) Zn‐Cu1 A1 ‐Agl 、 、. 3 2 1 ) Cu ) 合 金 と 同 じ く 隣 接 結 晶 粒 を 核 と して 再 結 晶 した も の で あ る 事 が 分 る。 ‐Be1 、. 粒界反応 の機構についてはまだ十分には研究されていないが、 我々はこの現 象を一応次のように 考えている。 すなわち、 粒界反応を起す合金をその固溶体領域から焼入れて時効させた場合、 合金 * の粒界は焼入れ歪叉はその他の残留 している歪によって移動する事 が出来よう。 この よ う な 場. 合、 移動せんとして いる粒界に生じた平衡析出物は粒界での拡散が速かに行われることと、 粒界の. se growth によ っ て 移 動 と によ っ て 速 か に 層 状 に 成長 し、 つ い で こ れ ら の 層 状 析 出物 の edgewi 熱力学的に不安定な状態にある隣接結晶粒の matrix を 蚕 食 しつ つ 成 長 す る。 nodule の 成 長 は 粒 ix が 析 出 によ っ て 次 第 に t r i ibl es ze にな った 時 に 停止 す る が、 こ れ は 粒内 の ma s 内 析 出物 が vi. l e 熱力学的に安定化してゆくためである。 それ故高温時効では析出が急速に行われるために nodu l が 十 に ら 分 与え の最終 fraction 値は小さく、 叉低温時効では nodue の 成長 の た めの エ ネ ル ギー れないために同様に最終. fract ion. i on 値 を 最 大 な ら しめ る よ う な中 値が小さい。 したがって fract. 74% AI 合 金 の場 合 250oC が こ れ に 相 当 して い る。 ‐lo 間 温 度 の 存 在 が考 え ら れ、 Mg ,. 02%AI 合金 では粒界反応が起らなかった ことについては、 AI 含量の少いことに起因して Mg ‐7 .. 過飽和度が小さいことや、焼入れ歪の小さい事などが考えられるが詳しく は今後の研究にまちたい。. V . 総. 括. 0 o 0 0 0 0 0 固溶体領域から焼入れを行い直ちに 50,100,150, 200,250,300,350 C の各 温 度 で 時効 74% の AI を含む Mg 87 ‐AI 合金の粒界反応を しらべた結果以下の事 が 02 せ しめ た夫 々 7 . . . ,10 ,8 明 瞭 と な っ た。. 74% AI を含む Mg ‐AI 合金に粒界反応が認められた。 87 1 ) 夫 々、 8, ( . ,10 2 ) nodule は殆ん ど粒界より片方に成長しているが、 屡々粒界より双方に成長したように見え ( るもの叉は粒内で離れ島状をな しているものも観察された。. 3 ) こ れ ら の nodule はいずれも粒界より片方に成長 した nodule がその後の成長によって互 ( に接合したものや、 試片の内部の粒界より成長した nodule が成長後試片表面によって載りとられ た も の で あ る。. i on 値 は 温 度 に 4 ( ) 時効温度が高いほ ど nodule の 成長 速 度 は大 き い が、 nodule の最終 fract i t e の最大 on 値 は小 さ い。 nodul 比 例 しな い。 よ り 高 温 か、 より低温の場合 nodule の最 終 frac o 2 0 C l o I M 7 4 A 5 ‐ % i であった 合金では 最終 fracton 値を与える温度は g . 。. 5 ) 粒内析 出物は板状をなしており、 一定の析出方位を有しているようである。 (. ” 7 1 このような粒界移動現 象は既に Bedく J に よ っ て 報 告 さ れ て お り、 Stressinduced grain boundary mi i t ra o〆 と呼ばれている。 - 74 -.

(12) . 2. . ▲ ‘」 キ ▲. .-. ー. 、. ′ -. ・. . ー. 、1 . 》. 曜. .. ず. 4. 3. 6. 5. o Photo 1 oy A Agedfor 620 hr atloo C .I AI 1 Photo or 620 hr at loooC oy A Aged f .2 AI. in at 250oC 1oy A Agedfor lo n ・ Photo .3 AI in at 250oC 1 ・ Photo.4 AI oy A Aged for lo n ′ i i l f es on ofuodul BB i s s a new boundary ormed by acol . o 1 Photo.5 AI oy A Agedfor lo n直n at250 C t loooC 1oy A Aged for 620 hr a Photo .6 AI. 5- 一7. × 70 × 400 x llo × 1400 x looo × 380.

(13) . 円 / 、 .・ ,. な 、. 9. 10. 11. 12. Photo 1oy A Aged for lo n in at 300oC ] . 7 AI f A A Photo. 8 AI 1 oy ged or 64 hr at 200oC. x 380. Phot in a 1 t 350oC o ・ oy A Agedfor lo n . 9 AI Phot 1 O A 1 A A f I d i l o o o n ・n at 350oC ge or y , Photo A A 1 I 1 I f Aged or lo n in at 250oC oy ・ .. × 1250. Photo 1oy A Aged f or 5 min at300oC .12 AI. x 470. 一 76 -. × 450 x 1250 x 700.

(14) . Mg-AI 合金の粒界反応について. 6 ( ). nodule. 内の析出物は層状をなL一定の方向に成長しており時効後期では凝集しは じめる。. l 7 ) 粒界反応の活性化エネルギーは Mg祁74%AI 合金について nodu ( e の 能 雨on 値が青 74% AI 及 び Mg ooo ca l l で あ っ た が、 Mg ‐ ‐lo /mo に達する時間を用いて算出したものでは 25 . ,. ooo cal /mol 8 84% AI 合金について nodul e が 検 鏡 さ れ る時 間を用 い て算 出 したも の で は夫 々 23 , . l ooo ca 及 び9 /mol で あ っ た。 ,. 終りに試料の製作に御援助をいただいた名古屋工業技術試験所の諸住正太郎技官およびこの実験 の遂行を熱心に援助された小松幹夫君に感謝いたします。 なお本研究の遂行にあたって相馬 報恩会 の御援助をいただいたので附記して感謝の意を表します。 5 7年4月日本金属学会東京大会で発表した。 ) (尚、 本研究の一部は19 献. 文. 1 ) 輯録したものに下記がある. ‘Phase “ ‘Age Hardening of Met il r: ‘ l e R. F. Me hland L. K.Jet t a s er: ‘ , A. H. Ges , ASM,(1940) ” 7 8 & S 3 Trans forma i i i d h S J ton n ol s 19 l 51) p. ons ey ,( , o n Wi i l: ”Progressin Met H. K. Hardy and T. I Hea cs’ VOI aI Phys .5 (1954) p .143 i f 2) A. H. Ge l llnt er s er: “Meta acesP ASM.(1952) p .269 i l l 3) D. Turnbul land H. N. Trea五s: Ac t 19 55) 43 t a urg ca a Me ,3( h M l T C S d F M 19 43 4) A. H. Ge i l B R l t ) T. P.1557 t ta e ogy e a chnol e r r r e n e : s s a . . ,( , . . t 5) A. M. Tabotand J ng Met 仁on: Trans ni , , Mi . Engrs ,122 (1936) 30・ ・ T. Nor , Am.工ns. 19 6 7( 53 ) 89 ) 西 : 日本金属学会誌,1 i l llns tut 7) A. Fi t a e of Met s )289 sher: Journa ,67 (1941 t l l ey and J t 8 ) A. B. F1anigan, 1 , . Am. lns gren ・B ・ Dorn: Trans . T. Laps ,J . Cornet .1 , R・ Hu Mi ing Met n .175 (1948) 524 . Engrs l 9) C. S R lof Meta b J t r s o e s: o urna . ,8 (1956) 146. 1 0) 1 1 ) 1 2 ) 1 3). 渡辺, 渡辺, 渡辺, 渡辺,. 幸田 : 幸田: 幸田 : 幸田:. 0(1 9 56)173 日本金属学会誌, 2 9 56)707 同誌 20(1 0 57)29 同誌 21(19 近く発表予定. ’ ’ ASM (1948) 14) ”Met l a s Handbook. i ineand Zimmer: Trans t t ng Me 15) Je圧ries . . Bngrs . Min ,54 (1916) 594 . Am.lns , K1 16) C.S.Smi th : Trans 19 53) 562 . A. S . M. ,45 ( i i 17 ed Phys cs ) A, Bed(and p. R.Sperry: Journal of Appl ,21 (1950) 150. 一 77 -.

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参照

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