【企画講演】 金属資源の生産技術に係る基礎研究・成果報告会

[2208-17-01] 流体力学的キャビテーションを利用したアルミニウム金属間化合物の形態変化

東 健之輔¹、○山本 卓也¹、孫 錦成¹、Komarov Sergey¹ (1. 東北大学)

司会： 橋本晃一（独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構）

キーワード：アルミニウム、金属間化合物、流体力学的キャビテーション

アルミニウムをリサイクルした場合、新地金を製造した場合と比較して、消費エネルギーが5%以下、温室効果ガスの排出量も5%以下になるためリサイクルプロセスを構築することが求められているが、主に鉄等の粗大な金属間化合物がリサイクルプロセス中に混入することで製品の靭性が低下するため、鉄の含有量が低い量しか許容されていない。そこで本研究では、鉄の含有量が増大した場合でも金属間化合物が微細化させるため、アルミニウム溶湯中に高速で回転する円盤を導入し、流体力学的にキャビテーションを生成させる技術を開発した。
　実験では、Al-3%Feの合金を用い、種々の円盤回転数、処理温度で処理を行い、金属間化合物形態を調査した。また、鋳造した鋳物から引っ張り試験片を切り出し、最大破断応力、最大伸びによってその材料力学特性を調査した。
　実験によると、固液共存温度においてキャビテーション生成閾値付近よりさらに大きい回転数で金属間化合物が形態変化し、微細化した。微細化した条件では、引っ張り試験片の最大応力、最大伸びの双方が増加した。