WEKO3
アイテム
7000系アルミニウム合金の高強度プロセスに関する研究
https://doi.org/10.15118/0002000461
https://doi.org/10.15118/0002000461f936f49a-d936-4d6e-9cb9-49edfe4c34d9
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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A568.pdf (19.3 MB)
Download is available from 2026/12/31.
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A568_abstract.pdf (589 KB)
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| アイテムタイプ | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||||||
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| 公開日 | 2026-06-04 | |||||||||
| エンバーゴ | ||||||||||
| 日付 | 2026-12-31 | |||||||||
| 日付タイプ | Available | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | 7000系アルミニウム合金の高強度プロセスに関する研究 | |||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 言語 | ||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||||||
| ID登録 | ||||||||||
| ID登録 | 10.15118/0002000461 | |||||||||
| ID登録タイプ | JaLC | |||||||||
| アクセス権 | ||||||||||
| アクセス権 | embargoed access | |||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf | |||||||||
| 著者 |
荒木, 駿佑
× 荒木, 駿佑
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| 抄録 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||
| 内容記述 | 第1章 序論 7000系アルミニウム（Al–Zn–Mg）合金は、一般に溶体化処理とその直後の急冷、ならびに時効処理とを組み合わせた熱処理プロセスによって、母相に第2相を微細に析出させることで材料の強度を上昇させる。一方本系合金は、溶体化処理後に徐冷した場合においても、その後の時効処理によって、急冷した場合と同程度の強度が得られることが報告されている1、2）。当該プロセスを適用することにより，溶体化処理後の急冷時のひずみ発生を抑制することが可能となり、工程の省略に伴う製造コストや二酸化炭素排出量の削減などが期待できる。本研究では、溶体化処理後に徐冷した時の強度向上の条件を調査した。また電子顕微鏡等を用いた組織学的調査から、その時効析出過程や強化機構の解明を目指した。 第2章 本章では、溶体化処理温度（723 K）から373 Kまでの冷却速度の影響を明らかにするため、溶体化処理後に373 Kまで冷却速度を変化（2 K/s、0.02 K/s、0.006 K/s）させた試料の引張特性を調査した。その結果、373 K以上の冷却速度の低下に伴い強度や延性の低下が見られた。これは冷却速度の低下に伴って、炉冷中に形成する粒界析出物やその周辺に形成する無析出帯の粗大化によって、結晶粒界近傍の微細組織が強度低下または脆化したためと推測された。 第3章 本章では、373 K以上の冷却の影響を最小限におさえるため、溶体化処理温度から373 Kまでの冷却速度を2 K/s、373 K以下の領域を冷却速度0.003 K/sで室温まで冷却した試料と冷却中に348 Kおよび323 Kの各温度に達した後に水冷した試料を用い、373 Kから室温（303 K）までを冷却速度0.003 K/sで炉冷した時の微細組織変化を、走査透過電子顕微鏡を用いて調査した。その結果373 Kから348 Kまでの冷却過程で規則構造を持たないZn-rich clusterが形成し、さらに室温までの冷却過程で、本合金の強化に寄与する析出物（η相：MgZn2）の前躯体として知られるGP(Ⅰ) zoneの形成が確認された．以上の結果より，373 K以下の炉冷過程で時効析出現象が進行していることがわかった。 第4章 溶体化処理後に第３章の条件で冷却した試料に対し，433 K等温時効特性を調査した。その結果、373 K未満で焼入れを行う場合、焼入れする温度の低下に伴い、冷却直後の硬さや時効後のピーク硬さが増大したこと、ならびにピーク硬さに達するまでの時効時間が短縮したことが確認された。これは373 K以上の冷却速度が、0.02 K/sや0006 K/sの時も同様な結果が得られた。 第5章 総括 溶体化処理後の冷却条件を制御することで、急冷時のひずみ発生を抑制しつつ高強度化できる可能性がある。 |
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| 言語 | ja | |||||||||
| 抄録 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||
| 内容記述 | Chapter 1: Introduction 7000 series aluminum (Al–Zn–Mg) alloys generally enhance material strength by finely precipitating a second phase in the matrix through a heat treatment process combining solution treatment followed by immediate quenching and subsequent aging treatment. However, it has been reported that this alloy series can achieve strength comparable to that obtained with rapid cooling even when subjected to slow cooling after solution treatment, provided subsequent aging treatment is performed¹⁻²). Applying this process enables suppression of strain generation during rapid cooling after solution treatment, potentially reducing manufacturing costs and carbon dioxide emissions through process simplification. This study investigated the conditions for strength improvement when slowly cooled after solution treatment. Additionally, histological investigations using electron microscopy aimed to elucidate the aging precipitation process and strengthening mechanism. Chapter 2 This chapter investigates the tensile properties of specimens cooled from the solution treatment temperature (723 K) to 373 K at varying cooling rates (2 K/s, 0.02 K/s, 0.006 K/s) to clarify the effect of cooling rate. The results show a decrease in strength and ductility as the cooling rate below 373 K decreases. This was attributed to the coarsening of grain boundary precipitates and the non-precipitation zones forming around them during furnace cooling, leading to microstructural degradation near grain boundaries and resulting in reduced strength or embrittlement. Chapter 3 To minimize the effects of cooling at temperatures above 373 K, this chapter used samples cooled at a rate of 2 K/s from the solution treatment temperature to 373 K, and the region below 373 K was cooled at 0.003 K/s to room temperature. Samples that reached 348 K and 323 K during cooling and were then water-quenched were also used. The microstructural changes during furnace cooling from 373 K to room temperature (303 K) at 0.003 K/s were investigated using scanning transmission electron microscopy. The results showed that during the cooling process from 373 K to 348 K, Zn-rich clusters lacking a regular structure formed. Furthermore, during the subsequent cooling to room temperature, the formation of GP(I) zones, known as precursors to the precipitation phase (η phase: MgZn₂) contributing to the strengthening of this alloy, was confirmed. These results indicate that precipitation aging occurs during furnace cooling below 373 K. Chapter 4 The isothermal aging characteristics at 433 K were investigated for specimens cooled under the conditions described in Chapter 3 after solution treatment. The results confirmed that when quenching was performed below 373 K, both the hardness immediately after cooling and the peak hardness after aging increased as the quenching temperature decreased. Furthermore, the aging time required to reach peak hardness was shortened. This effect was observed even at cooling rates of 0.02 K/s and 0.006 K/s, indicating that cooling rates above 373 K are critical. Chapter 5: Summary Controlling the cooling conditions after solution treatment offers the potential to enhance strength while suppressing strain generation during rapid cooling. |
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| 言語 | en | |||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||
| 学位授与機関識別子Scheme | kakenhi | |||||||||
| 学位授与機関識別子 | 10103 | |||||||||
| 学位授与機関名 | 室蘭工業大学 | |||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 学位授与機関名 | Muroran Institute of Technology | |||||||||
| 言語 | en | |||||||||
| 学位名 | ||||||||||
| 学位名 | 博士（工学） | |||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 学位の種別 | ||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 値 | 課程博士 | |||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第568号 | |||||||||
| 報告番号 | ||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 値 | 甲第568号 | |||||||||
| 学位記番号 | ||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 値 | 博甲第568号 | |||||||||
| 研究科・専攻 | ||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 値 | 工学専攻 | |||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||
| 学位授与年月日 | 2026-03-23 | |||||||||
| 著者版フラグ | ||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||
