CN108883447B

CN108883447B - 钛材及其制造方法

Info

Publication number: CN108883447B
Application number: CN201780016749.7A
Authority: CN
Inventors: 北浦知之; 白井善久; 藤井秀树
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2020-03-24
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: EP3427850B1; US20190032183A1; KR20180123523A; CN108883447A; TWI619815B; JPWO2017155072A1; JP6206628B1; KR102157279B1; RU2699338C1; TW201804002A; EP3427850A1; EP3427850A4; US11542581B2; WO2017155072A1

Abstract

一种钛材(1)，其具有内层部(3)和在内层部(3)上接合的表层部(2)，表层部(2)的化学组成以质量％计为O：0.4％以下、Fe：0.5％以下、Cl：0.020％以下、余量：Ti和杂质，内层部(3)的化学组成以质量％计为O：0.4％以下、Fe：0.5％以下、Cl：大于0.020％且为0.60％以下、余量：Ti和杂质，内层部(3)具有空隙，与钛材(1)的长度方向垂直的截面中的层部(3)中的空隙的面积率大于0％且为30％以下，内层部(3)的Cl含量(Cl_I)、表层部(2)的厚度(t_S)和内层部(3)的厚度(t_I)满足[Cl_I≤0.03+0.02×t_S/t_I]。

Description

钛材及其制造方法

技术领域

本发明涉及钛材及其制造方法。

背景技术

钛材利用其轻量且耐腐蚀性优异的特征而被用于工厂用的海水冷却冷凝器、热交换器、反应器、冷却器等中。另外，由于钛材具有高的比强度，因此，出于提高燃油消耗率的目的，期待其被用作在汽车或飞机等的交通设备中使用的结构用材料。

进而，近年来，通过利用其高比强度和高耐腐蚀性，其作为免维护建筑材料的价值在不断增加。例如，作为一个例子，有适用于改善抗震性的屋顶材料和针对海水的被覆防腐蚀用的覆盖材料等的实例。

如上所述，在各个领域中，钛材的应用在不断增加，但是与其他的钢材等相比，钛材是非常昂贵的原材料。因此，为了扩大钛材的应用用途，需要降低制造成本。

钛材的制造成本高的原因在于其制造方法。钛材通常按照下述方法来制造。将作为原料的氧化钛氯化制成四氯化钛后，通过镁(kroll法)或钠还原后(亨特法)，经过真空分离工序，制造得到块状且为海绵状的金属钛(海绵钛)。

将该海绵钛压制成形而制成自耗钛电极，将自耗钛电极作为电极进行真空电弧熔解制造钛铸锭。近年来，还使用如下方法：在水冷式铜炉膛中通过等离子体或电子束熔解海绵钛，从水冷式的铜模具中连续抽出以制造钛铸锭的方法。

将通过这些方法制造的钛铸锭，通过开坯、锻造和轧制得到钛板坯(根据形状等不同，包括所谓的大方坯、小方坯。下同。)。进而，将该钛板坯通过热轧、退火、酸洗、冷轧和真空热处理，制造JIS H4600(钛和钛合金-板和带)规定的1种、2种、3种和4种等的钛材。

这些制造工序中，由于海绵钛和钛铸锭的制造工序是非连续的间歇式的工序，因此制造成本会增加。因此，为了降低钛的制造成本，开发了不经过熔解工序而从海绵钛直接制造钛的技术。

专利文献1中公开了一种在真空下使用电子束来熔解成形为长方体形状的多孔钛原料(海绵钛)的表面，使表层部为致密的钛，而制造钛铸锭(相当于钛板坯)的方法。然后，通过对该钛铸锭进行热轧和冷轧来制造钛材。专利文献1中公开的方法可以制造具有多孔钛原料成形为板坯状的多孔部、和由致密的钛构成并被覆多孔部的致密被覆部的致密的钛铸锭。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开2015-045040号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在未完全熔解海绵钛而制造的钛材的内部，不可避免地会残留有氯化镁(以下，记为MgCl₂)。考虑到对钛材的机械特性的不良影响时，优选MgCl₂的残留量少。但是，为了降低残留在钛材的内部的MgCl₂含量，需要提高作为原料的海绵钛的纯度，从而可能导致成本增加。

专利文献1中，通过向海绵钛照射电子束，可以使MgCl₂挥发并去除。但是，由于必须照射电子束直到热量传递到内部，因此无法避免制造成本的增加。

另外，专利文献1中，由于挥发并去除内部的MgCl₂，因此对于残留于钛材中的MgCl₂对钛材的机械特性产生的影响未进行任何研究。

进而，专利文献1中公开的钛铸锭中，利用电子束仅将表面熔解，由此形成致密被覆部。但是，难以将为多孔且形状不统一的海绵钛均匀地以一定的厚度熔解，熔解凝固得到的致密被覆部的厚度变得不均匀。

对于这样的钛铸锭，即使进行热加工和冷加工来制造钛材，对应于加工前的致密被覆部的表层部的厚度也是不均匀的。因此，存在不仅钛的表面性状劣化，而且拉伸特性和弯曲性等的机械特性也不稳定的问题。另外，在钛板坯的致密被覆部的厚度小的情况下，进行热加工或冷加工时，还存在表层部断裂、或者皱缩变成褶皱状的缺陷等问题。另外，专利文献1中虽然记载的不是钛板坯，而是钛铸锭，但其为无需初轧的矩形的形状，以下，称为钛坯。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种表面性状和延性优异、且廉价的钛材。

用于解决问题的方案

本发明为如下所述。

(1)一种钛材，其为具有内层部和表层部的钛材，

前述表层部的化学组成以质量％计为

O：0.40％以下、

Fe：0.50％以下、

Cl：0.020％以下、

N：0.050％以下、

C：0.080％以下、

H：0.013％以下、

余量：Ti和杂质，

前述内层部的化学组成以质量％计为

O：0.40％以下、

Fe：0.50％以下、

Cl：大于0.020且为0.60％以下、

N：0.050％以下、

C：0.080％以下、

H：0.013％以下、

余量：Ti和杂质，

前述内层部具有空隙，

在前述钛材的与长度方向垂直的截面中，前述内层部的前述空隙的面积率大于0％且为30％以下，

所述钛材满足下述式(i)。

Cl_I≤0.03+0.02×t_S/t_I···(i)

其中，上述式(i)中的各符号的含义如下。

Cl_I：内层部的Cl含量(质量％)

t_S：表层部的厚度

t_I：内层部的厚度

(2)一种钛材的制造方法，其为制造上述(1)所述的钛材的方法，包括以下工序：

制造钛壳体的工序，所述钛壳体具有以下化学组成：

以质量％计，

O：0.40％以下、

Fe：0.50％以下、

Cl：0.020％以下、

N：0.050％以下、

C：0.080％以下、

H：0.013％以下、

余量：Ti和杂质；

在前述钛壳体的内部填充选自海绵钛和压缩该海绵钛而得到的压块中的1种以上的工序，所述海绵钛具有以下化学组成：

以质量％计，

O：0.40％以下、

Fe：0.50％以下、

Cl：大于0.020且为0.60％以下、

N：0.050％以下、

C：0.080％以下、

H：0.013％以下、

余量：Ti和杂质；

将前述钛壳体的内部的真空度设为10Pa以下之后，密闭周围以维持该内部的真空度，制成钛包装体的工序；以及，

对前述钛包装体进行热加工的工序。

(3)根据上述(2)所述的钛材的制造方法，其包括在进行前述热加工的工序之后，进一步进行冷加工和退火的工序。

发明的效果

根据本发明，可以提供表面性状和延性优异、且廉价的钛材。

附图说明

图1是用于说明本发明的一个实施方式的钛材的构成的图。

图2是对本发明的一个实施方式的钛材的截面进行观察的组织照片。

图3是用于说明本发明的另一实施方式的钛材的构成的图。

图4是对内层部中的、与钛材的长度方向垂直的截面进行观察的组织照片。

图5是用于说明作为本发明的一个实施方式的钛材的坯料的钛包装体的构成的图。

图6是用于说明钛壳体的构成的图。

图7是示出表层部厚度/内层部厚度的比与内层部的氯浓度(质量％)之间的关系的图。

具体实施方式

按照以往的方法，在通过熔解海绵钛来获得钛板坯的情况下，海绵钛内的氯会在熔解工序中被挥发去除。而另一方面，在不将海绵钛等熔解而将其作为原料使用时，本应在熔解工序中蒸发的MgCl₂会残留在钛材中。若使用高品味海绵钛等作为原料，则由于可以减少残留的MgCl₂的量，因此能够降低MgCl₂导致的对钛的机械特性的不良影响。但是，会产生作为产品的钛材的制造成本增加的问题。因此，若能确定不会对作为产品的钛材的机械特性产生不良影响的MgCl₂含量，则可以选择低品味原料作为原料来使用。

本发明人等从这一角度出发进行了深入研究。并且，对于不经过熔解工序而直接通过热加工(根据需要再进行冷加工)从海绵钛制造的、具有目标的机械特性的钛材的构成进行了研究。

首先，对于残留在钛材中的MgCl₂的量，由于氯在钛中基本上不会发生固溶，因此能够通过作为构成元素的Cl含量进行限定。基于此，本发明人等对钛材中含有的Cl含量与钛材的机械特性之间的关系进行了研究。

其结果，本发明人等发现，通过将钛材制成具有内层部和接合于其的表层部的结构并限定各自的Cl含量，进而根据内层部的Cl含量来控制表层部和内层部各自的厚度，能够在不增加制造成本的条件下防止机械特性的劣化。更具体而言，发现内层部的Cl含量越高，通过增加表层部的厚度，越能够防止由混入的MgCl₂引起的钛的机械特性的劣化。

本发明是基于上述发现而完成的。以下，对本发明的各个要素进行详细说明。需要说明的是，在下述的说明中，若无特别限定，则涉及化学组成的“％”表示“质量％”。

1.钛材1

1-1.整体构成

图1是用于说明本发明的一个实施方式的钛材的构成的图。如图1所示，钛材1具有表层部2和内层部3。本实施方式中，内层部3的两面分别接合有表层部2。另外，图2是对钛材的截面进行观察的组织照片。根据图2亦可知，表层部2与内层部3可以明确区分。进而，可以看出表层部2的厚度的变动在±15％以内，是恒定的，表面性状优异。

需要说明的是，图1和2所示的构成中，钛材1为板材，但是并不限于此，也可以为例如圆棒材或线材。图3是用于说明本发明的另一实施方式的钛材的构成的图。如图3所示，在钛材1为圆棒材或线材时，其为表层部2以覆盖圆柱状的内层部3的整个圆周的方式与其接合的构成。

1-2.表层部2

表层部2的化学成分除Cl之外与JIS H4600的4种的规定一致。其具体的化学成分为O：0.40％以下、Fe：0.50％以下、Cl：0.020％以下、N：0.050％以下、C：0.080％以下、以及H：0.013％以下。特别地，通过将表层部2中的Cl含量限定为0.020％以下，能够提高作为钛材1的延性。

O也可以设为0.30％以下、0.10％以下、0.050％以下、0.010％以下或0.0060％以下。Fe也可以设为0.30％以下、0.20％以下、0.10％以下、0.070％以下或0.050％以下。Cl也可以设为0.018％以下、0.015％以下、0.012％以下或0.009％以下。N也可以设为0.040％以下、0.030％以下、0.010％以下、0.005％以下或0.001％以下。C也可以设为0.040％以下、0.020％以下、0.010％以下、0.007％以下、0.005％以下或0.002％以下。H也可以设为0.010％以下、0.005％以下、0.003％以下或0.002％以下。对它们的下限无需特别限定，其下限为0％。

在表层部2的化学组成中，余量为Ti和杂质。作为杂质元素，主要可以例示出从后述的作为表层包装材5的原料的海绵钛或废料混入的Sn、Mo、V、Mn、Nb、Mg、Si、Cu、Co、Pd、Ru、Ta、Y、La、Ce等。对于这些杂质元素的含量，JIS H4600中虽然没有规定，但优选尽可能降低。但是，若与上述O、N、C、Fe和H合起来的合计含量为5％以下，则含有这些杂质不会损害本发明作为目标的机械特性。也可以根据需要将其合计含量设为1％以下、0.50％以下或0.20％以下或0.10％以下。进而，也可以将杂质元素的含量的总量设为2％以下、1％以下、0.50％以下、0.20％以下或0.10％以下。

其中，此处记述的作为目标的机械特性是指沿与钛材1的加工方向平行的方向进行拉伸试验时的总伸长率为20％以上。

表层部2由于是钛板等轧制而形成的，因此基本上没有空隙。即表层部2的空隙的面积率(以下，有时简称为空隙率，其定义及测定方法等将在后文中进行说明)为0％。表层部2的空隙率也可以为不足0.10％、不足0.050％或不足0.010％。

1-3.内层部3

内层部3除Cl之外与JIS H4600的4种的规定一致。其具体的化学成分为O：0.40％以下、Fe：0.50％以下、以及Cl：大于0.020％且为0.60％以下、N：0.050％以下、C：0.080％以下、以及H：0.013％以下。

如上所述，本发明中为了得到廉価的钛材1，优选在内层部3中使用钛的纯度低的原料。钛的纯度高的原料在其制造过程中Cl含量会变小。换言之，Cl含量小的原料的钛会变为高纯度，价格变高。因此，将内层部3的Cl含量设为0.020％以下需要使用高纯度的原料，导致制造成本增加，因而不优选。另一方面，内层部3的Cl含量若大于0.60％，则即使降低表层部2的Cl含量，钛材1的拉伸性能和弯曲性也会显著劣化。

O也可以设为0.15％以下、0.10％以下、0.050％以下、0.010％以下或0.006％以下。Fe也可以设为0.30％以下、0.20％以下、0.10％以下、0.070％以下或0.050％以下。Cl的下限也可以设为0.025％、0.030％、0.040％或0.050％，Cl的上限也可以设为0.15％、0.35％或0.55％。N也可以设为0.040％以下、0.030％以下、0.010％以下、0.005％以下或0.001％以下。C也可以设为0.040％以下、0.020％以下、0.010％以下、0.007％以下、0.005％以下或0.002％以下。H也可以设为0.010％以下、0.005％以下、0.003％以下或0.002％以下。对它们的下限无需特别限定，其下限为0％。

内层部3的化学组成中，余量为Ti和杂质。作为杂质元素，主要可以例示出从海绵钛混入的杂质元素Sn、Mo、V、Mn、Nb、Mg、Si、Cu、Co、Pd、Ru、Ta、Y、La、Ce等。特别地，Mg以MgCl₂的形式混入。对于这些杂质元素的含量，JIS H4600中虽然没有规定，但优选尽可能降低。但是，若与上述O、N、C、Fe和H合起来的合计含量为5％以下，则含有这些杂质不会损害本发明作为目标的机械特性。也可以根据需要将其合计含量设为1％以下、0.5％以下、或0.2％以下、或0.1％以下。进而，也可以将杂质元素的含量的总量设为2％以下、1％以下、0.50％以下、0.20％以下或0.10％以下。

需要说明的是，本发明中，表层部2和内层部3的化学组成按照如下的方法进行测定。

表层部2和内层部3的成分分析通过公知的方法(例如JIS H 1612(1993)、JIS H1614(1995)、JIS H 1615(1997)、JIS H 1617(1995)、JIS H 1619(2012)、JIS H 1620(1995))进行。需要说明的是，此时，由钛材1分别切取出表层部2和内层部3，然后进行测定。表层部2基于通过切削等中进行加工而得到的切屑等进行分析、内层部3基于对削除表层后的残留材料进行分析是更有效率的。在表层部1或内层部3的厚度薄而无法获得充分的量的切屑时，也可以进行钛材1整体的成分分析，根据其分析值、表层部1或内层部3的任意一者的分析值、和各自的板厚，计算(反算)出表层的成分。另外，也可以通过EPMA等进行表层部1或内层部3的成分分析。

图4是对内层部3中的、与钛材1的长度方向垂直的截面进行观察的组织照片。由图4可知，内层部3具有空隙。该空隙是制造过程中会不可避免地含有的。为了完全消除空隙，需要在大的压力下进行加工，这不仅会限制钛材1的形状和尺寸，还是造成制造成本骤增的原因。另一方面，具有空隙会导致内层部3的密度变低，由此可以期待钛材1的轻量化。

内层部3的空隙的比例若过大，则钛材1的机械特性会下降。为了避免机械特性的下降，将与钛材1的长度方向垂直的截面中的、内层部3中的空隙的面积率设为大于0％且为30％以下。如上所述，本申请说明书中，将与钛材1的长度方向垂直的截面中观察到的空隙的面积率也称为空隙率。上述空隙率也可以设为10％以下、5％以下、2％以下、1％以下或0.5％以下。

内层部3的空隙率可以根据用途进行选择，在作为钛材1的机械特性重要的情况下可以降低，另一方面，在优先考虑轻量化的情况下可以提高。特别地，在重视钛材1的机械特性的情况下，空隙率更优选为5％以下，进一步优选为3％以下，特别优选为1％以下。空隙率的下限为大于0％，根据需要，也可以设为0.01％、0.05％或0.1％。

此处，空隙率p表示内层部中存在的空隙的面积相对于内层部的面积的的比例，定义为如下。

p(％)＝在内层部中存在的空隙的面积/内层部的面积×100

另外，空隙率p按照如下顺序求出。首先，从钛材1中切取观察用样品。钛材1厚壁时，从其内层部3的板厚中心部切取观察用样品。然后，将切取的观察用样品埋入树脂中，以使与钛材1的长度方向垂直的截面成为观察面，然后，使用金刚石或氧化铝研磨液进行抛光研磨以完成镜面化加工。然后，使用光学显微镜对钛材1的板厚中心部的镜面化加工后的观察面拍摄照片。

测定拍摄的光学显微镜照片中含有的空隙的面积，将其除以拍摄视野整体的面积，由此求出空隙率。此时，以使观察面积合计达到0.3mm²以上(在倍率500倍的光学显微镜照片中为20视野以上)的方式进行基于光学显微镜的拍摄，采用其平均值。观察所用的显微镜使用一般的光学显微镜也没有问题，但由于通过使用能够进行偏振光观察的微分干涉显微镜可以更清楚地进行观察，因而优选。

1-4.表层部2和内层部3的厚度

本发明中，内层部3的Cl含量越高，通过增加表层部2的厚度相对于内层部3的厚度的比例，越可以防止由MgCl₂导致的钛材1整体的机械特性的劣化。

具体而言，控制表层部2和内层部3的厚度、以及内层部3的Cl含量，以满足下述式(i)。

Cl_I≤0.03+0.02×t_S/t_I···(i)

其中，上述式(i)中的各符号的含义如下。

Cl_I：内层部的Cl含量(质量％)

t_S：表层部的厚度

t_I：内层部的厚度

需要说明的是，本实施方式中，表层部2的厚度是图1的2-1或2-2中所示的部分的厚度。若两个表层部2中的厚度不同时，采用薄的，即小的厚度。钛材1为圆棒材或线材时，表层部2的厚度是指图3的2中所示的部分的厚度。

表层部2和内层部3中，各自的微观组织和晶粒直径不同。因此，如图2所示，通过对与钛材的轧制方向垂直的截面进行研磨、蚀刻，能够清楚地区分出表层部2与内层部3的边界。然后，根据对钛材的截面进行观察的组织照片，分别测定钛材1的表层部2和内层部3的厚度。例如，对于表层部2和内层部3，分别测定其任意的位置(例如5处)的厚度，将其平均值作为表层部2和内层部3各自的厚度。需要说明的是，钛材1为圆棒材或线材时，将图3所示的内层部3的直径作为内层部3的厚度。

另外，MgCl₂与含有的Cl量相对应地分布的，也可以以该MgCl₂的有无作为基准区分表层部2与内层部3。本发明中，内层部的Cl含量大于0.020％且为0.60％以下，表层部的Cl含量为0.020％以下，内层部的Cl含量比表层部的Cl含量高。因此，根据Cl浓度的差异也可以区分出内层部与表层部。作为具体的手段，对于内层部与表层部中的Cl的浓度差，也可以通过对图4所示的截面进行镜面研磨后，对基于EPMA的测定的Cl的元素分布状态进行观察而清楚地知晓。

表层部2的厚度优选满足上述(i)且为0.01～35mm。表层部2的厚度若小于0.01mm，则制造钛材1时，存在表层部2变得过薄而断裂、内层部露出至表面的可能。表层部2的厚度的下限也可以设为0.05mm、0.10mm、0.15mm或0.20mm。表层部2的厚度的上限由钛材1的厚度与内层部的下限厚度决定。表层部2的厚度的上限也可以设为0.30mm、0.50mm、1.0mm、3.0mm、10mm或20mm。

内层部3的厚度优选满足上述(i)且为0.01～90mm。内层部3的厚度若小于0.01mm，则高Cl的海绵钛能够有效使用的量变少，难以得到本发明的效果。内层部3的厚度的下限也可以设为0.05mm、0.10mm、0.20mm、0.50mm或0.70mm。内层部3的厚度的上限由钛材1的厚度与表层部的下限厚度决定。内层部3的厚度的上限也可以设为0.90mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、5.0mm、10mm、20mm或50mm。

钛材1的厚度满足上述(i)且为0.03mm以上。钛材1的厚度也可以设为0.10mm以上、0.30mm以上或0.50mm以上。另外，钛材1的厚度若满足上述(i)，也可以为20mm以下、50mm以下或100mm以下。但是，若考虑成本，则优选钛材1的厚度满足上述(i)且为15mm以下。钛材1的厚度也可以设为10mm以下、5.0mm以下、4.0mm以下、2.0mm以下、1.5mm以下或1.2mm以下。

2.钛包装体4

2-1.整体构成

图5是用于说明作为本发明的一个实施方式的钛材1的坯料的钛包装体4的构成的图。如图5所示，钛包装体4具有在由表层包装材5构成的钛壳体的内部填充有由海绵钛或压缩海绵钛而得到的压块构成的钛锭6的结构。

图6是用于说明钛壳体的构成的图。图6所示的例中，使用5张板状的表层包装材5组装成箱型，制成仅上表面开口的状态。需要说明的是，上表面可以通过未图示出的其他的板状的表层包装材5密封。下述的说明中，将图6所示的包装材5组装状态的构件称为钛壳体。并且，钛锭6呈周围被构成钛壳体的表层包装材5完全覆盖的状态。上述例中，钛壳体为箱型，不过对其形状无限制，也可以为管状，还可以为组合了板材与管材的形状。

如后文所述，通过对钛包装体4进行热加工等(例如热轧或冷轧等)，能够得到钛材1。即，钛包装体4的表层包装材5和钛锭6分别对应热加工后的钛材1的表层部2和内层部3。需要说明的是，本发明中，将填充于钛壳体的内部中的状态的海绵钛和压块统称为钛锭6。

另外，在热加工时的高温加热和保持过程中，为了防止钛锭6氧化/氮化，将钛包装体4的内部的真空度(绝对压力)设为10Pa以下。内部的真空度优选为1Pa以下。对内部的压力的下限无特别限定。但是，若真空度设定得极小，则会出现装置的气密性提高或真空排气装置的增强等，导致制造成本的增加。因此，真空度优选设为1×10^-3Pa以上。需要说明的是，表层包装材5的内部的真空度是指：在被表层包装材5包围的区域中去除钛锭6的区域(也称为空隙)的真空度。

图5所示的构成中，由于钛包装体4成为属于板材的钛材1的坯料，因此，与要实施热加工的方向(轧制方向)垂直的截面呈四边形形状。但是其形状并不限于此，例如在成为属于圆棒材或线材的钛材1的坯料时，钛包装体4的与轧制方向垂直的截面也可以设为圆形形状或多边形形状。

2-2.表层包装材5

表层包装材5的化学成分与前述1-2中记载的钛材1的表层部2的化学成分相同。表层包装材5中可以使用JIS H4600的1种、2种、3种或4种的钛。

作为表层包装材5使用的钛材的形状取决于钛包装体4的形状。因此，表层包装材5不是特别固定的形状，例如为板材或管材。但是，为了在保证钛包装体4的热加工性和冷加工性的同时，使钛材1具备优异的表面性状和延性、进而弯曲性，需要对表层包装材5中利用的板材的厚度或管材的壁厚进行调整。以下，将表层包装材5中利用的板材的厚度或管材的壁厚简称为“表层包装材5的厚度”。

表层包装材5的厚度薄至不足0.5mm时，随着塑性变形，在热加工的过程中表层包装材5会破裂，导致真空被打破，引起内部的钛锭6的氧化。另外，填充于钛包装体4的内部的海绵钛的起伏会被转印至表层包装材5的表面，在热加工过程中钛包装体4的表面上会产生大的表面起伏。其结果，会对想要制造的钛材1的表面性状和延性等的机械特性带来不良影响。

另外，若表层包装材5过薄，则会变得无法支撑填充于内部的海绵钛的重量。其结果，在室温、热保持或加工期间，钛包装体4的刚性不足，会产生变形。因此，表层包装材5的厚度优选设为0.5mm以上。表层包装材5的厚度优选为1.0mm以上，更优选为2.0mm以上。另外，包装材通过焊接进行组装，制成钛壳体或钛包装体。为了确保焊接部的强度，将其厚度设为70mm以下。表层包装材5的厚度也可以设为30mm以下、10mm以下或5.0mm以下。

需要说明的是，表层包装材5的厚度过大时，虽然不存在制造上的问题，但将难以获得成本降低的效果。因此，表层包装材5的厚度优选设为钛包装体4的整体厚度的40％以下或20％以下。

2-3.钛锭6

钛锭6的化学成分与前述1-3中记载的钛材1内层部3的化学成分相同。钛锭6可以使用除Cl之外具有JIS H4600的1种、2种、3种或4种所规定的成分范围的钛锭。其具体的化学成分为O：0.40％以下、Fe：0.50％以下、以及Cl：大于0.020％且为0.60％以下、N：0.050％以下、C：0.080％以下、以及H：0.013％以下。

O也可以设为0.15％以下、0.10％以下、0.050％以下、0.010％以下或0.006％以下。Fe也可以设为0.30％以下、0.20％以下、0.10％以下、0.070％以下或0.050％以下。Cl的下限也可以设为0.025％、0.030％、0.040％或0.050％，Cl的上限也可以设为0.15％、0.35％或0.55％。N也可以设为0.040％以下、0.030％以下、0.010％以下、0.005％以下或0.001％以下。C也可以设为0.040％以下、0.020％以下、0.010％以下、0.007％以下、0.005％以下或0.002％以下。H也可以设为0.010％以下、0.005％以下、0.003％以下或0.002％以下。

对这些范围的下限无需特别限定，其下限为0％。通过将化学组成控制为上述范围，可以将热加工后的内层部3的化学组成调整为前述范围。另外，钛锭6中也可以含有Sn、Mo、V、Mn、Nb、Mg、Si、Cu、Co、Pd、Ru、Ta、Y、La、Ce中例示的元素作为杂质。

如上所述，本发明中，为了制造廉価的钛材1，使用含有0.020％以上的Cl的低纯度的钛锭6作为原料。另一方面，若钛锭6的Cl含量大于0.60％，则钛包装体4的热加工性和冷加工性会下降，所制造的钛材1的表面性状和机械特性会劣化。

需要说明的是，作为钛锭6，可以使用选自a.海绵钛、b.压缩海绵钛而得到的压块中的1种以上。海绵钛是通过以往的用镁还原的kroll法等的熔解工序制造的一般的海绵钛，例如可以使用具有相当于JIS H2151的1种M、2种M、3种M或4种M的化学组成的海绵钛。

海绵钛一般为薄片状的形状，大小根据其制造过程不同而不同，但以平均粒径计为几十mm左右。本发明中，海绵钛的平均粒径优选为30mm以下。这是因为若海绵钛的平均粒径大于30mm，则在运输时或钛包装体4的制造时，有时会在处理中出现问题。海绵钛的粒度优选为30mm以下。

另一方面，海绵钛的平均粒径小时，虽然在特性方面不会出现问题，但若过小，则在由表层包装材5形成的钛壳体中进行填充时，粉尘的发生会成为问题，有影响作业的担心。因此，海绵钛的平均粒径优选为1mm以上。

海绵钛为不规则形状，使用压缩海绵钛而得到的压块作为钛锭时，处理变得容易，因而优选。基于轧制时的板坯尺寸(即钛包装体4的尺寸)的限制等，向事先准备好的模具中加入作为原料海绵钛，在规定的压力下进行压缩加工，制造压块。此时，也可以向海绵钛中混入钛废料等，但优选事先充分混合，以使不会发生钛锭的成分变化。

2-4.表层部2的厚度与内层部3的厚度的比X的确定方法

为了使对钛包装体4实施热加工而制造的钛材1满足上述式(i)，钛包装体4的尺寸的调整是重要的。为此，优选的是，首先根据式(i)，确定钛材1的表层部的厚度ts与钛材1的内层部的厚度ti的比X(＝ts/ti)的目标值。以下，对其中的一例进行说明。

对于X应该满足的范围，可以根据下述式(ii)算出。

X≥(Cl_I-0.03)/0.02··········(ii)

其中，X＜0时，取X＝0。

制作包装体时，测定作为原料的海绵钛的Cl量。由于钛锭的Cl量与钛材1的内层部的Cl量相同，因此，根据该测定的钛锭的Cl量，可以求出钛材1的厚度比X的下限值。在此下限值的基础上考虑Cl量测定精度、基于钛材1中的表面缺陷等的表层部的厚度的富余量、制造时的波动等来确定目标X值。

2-5.钛包装体4的尺寸的确定方法

以下，对基于目标X值确定钛包装体4的尺寸的方法的一例进行说明。首先，将钛材1的厚度设为t，将钛材1的表层部的厚度设为ts，将钛材1的内层部的厚度设为ti时，t由下述式表示。

t＝2ts+ti·········(1)

对于钛材1的表层部与内层部的厚度比X，根据其定义而由下述式表示。

X＝ts/ti·····(2)

对于钛材1的表层部的厚度ts和内层部的厚度ti，基于式(1)和(2)，分别由下述式表示。

ts＝X·t/(2X+1)·······(3)

ti＝t/(2X+1)··········(4)

将热轧后的钛热轧材的厚度设为t2，进行酸洗而将表层的氧化层每一面去除厚度te时，酸洗后的热轧材的厚度t3由下述式表示。

t3＝t2-2te·······(5)

根据过去的测定结果可知，酸洗后的热轧材与冷轧材的空隙率基本相同，因此，酸洗后的热轧材的表层部与内层部的厚度比与冷轧材的厚度比X相同。因此，将酸洗后的热轧材整体的厚度设为t3时，酸洗后的热轧材的表层部的厚度ts3与内层部的厚度ti3由下述式表示。

ts3＝X·t3/(2X+1)·······(6)

ti3＝t3/(2X+1)·········(7)

根据上述式(6)与式(7)，酸洗前的热轧材的表层部的厚度ts2与内层部的厚度ti2由下述式表示。

ts2＝ts3+te

＝X·t3/(2X+1)+te·····(8)

ti2＝ti3

＝t3/(2X+1)··········(9)

根据式(6)与式(7)，酸洗前的热轧材的表层部的厚度与内层部的厚度的比Z由下述式表示。

Z＝ts2/ti2

＝{X·t3/(2X+1)+te}/{t3/(2X+1)}

＝X+te(2X+1)/t3·····(10)

此处，将热轧材的基于酸洗的表层去除厚度(te)与酸洗后的热轧材整体的厚度(t3)的比te/t3设为α时，酸洗前的热轧材的表层部的厚度与内层部的厚度的比Z由下述式表示。

Z＝X+α(2X+1)·········(11)

热轧材的内层的空隙率大多不足1％，非常低。因此，工业上或实际应用中可以忽视空隙率的情况居多。此时，由于钛包装体4的包装材的厚度Ts与去除空隙的钛锭6的实际厚度D的比V(＝Ts/D)同酸洗前的热轧材的表层厚度与内层厚度的比Z基本相同，因此可得出下述式。

V＝Z

Ts/D＝X+α(2X+1)·······(12)

由上述式(10)，可以根据下述式算出钛包装体的表层部的厚度、即包装材的厚度Ts。

Ts＝{X+α(2X+1)}D·····(13)

根据过去的测定结果，α为0.01左右，因此，在工业上或实际应用中，Ts可以根据下述式算出。

Ts＝{X+0.01(2X+1)}D·····(14)

制作钛包装体4时，若事先确定了去除空隙的钛锭6的实际厚度D，则可以使用上述式(13)或式(14)由目标X值算出钛包装体4的表层部的厚度(表层包装材5的厚度)Ts。

实际应用中，会将式(14)的“0.01(2X+1)”项视为0，假定Ts＝X·D，根据目标X值与轧制时的板坯尺寸(即钛包装体4的尺寸)的限制等预确定去除空隙的钛锭6的实际厚度D。

基于该预确定，准备用于包装体的钛锭6。根据该钛的质量W、钛包装体4的宽度B和长度L的测定结果、以及钛的密度ρ(＝4.51g/cm²)，可以通过下述式求出最终的D值。

D＝W/BLρ················(15)

然后，根据得到的D值以及目标X值，确定钛包装体4的表层部的厚度(表层包装材5的厚度)Ts。

需要说明的是，此时，若根据作为原料的海绵钛的Cl量的测定结果预测了钛锭6的Cl量，则优选测定制作的钛锭6的氯量，确认目标X值满足式(ii)。根据需要进行变更，以使钛包装体4的表层部的厚度(表层包装材5的厚度)Ts满足式(ii)。

计算制造板厚t＝1mm、X＝ts/ti＝0.3/0.4＝0.75的钛材时的包装材的尺寸。

准备钛锭，根据式(15)测定其D，其结果，D＝17.16mm。同时，对Ti也进行测定，为48.4mm。另外，作为参考，基于式(16)计算空隙率P，其结果，1-17.16/48.4＝0.65，即65％。

D＝Ti(1-P)················(16)

根据式(14)计算钛包装材的厚度Ts时，

Ts＝(0.75+0.01(1+2×0.75))×17.16＝13.3mm

即，Ts＝13.3mm。成为Ti＝48.4mm、T＝13.3×2+48.4＝75mm厚的包装体。

3.制造方法

对本发明的一个实施方式的钛包装体4以及钛材1的制造方法的一例进行说明。需要说明的是，下述的说明中，将板状的钛材1的制造方法作为一个例子使用，并不限于此。

3-1.钛包装体4的制造方法

首先，如图6所示，使用5张钛板(表层包装材)，将对应于钛壳体的底面和侧表面的部分组装成箱型，制成仅上表面开口的状态。然后，向钛壳体的内部填充海绵钛和/或事先对海绵钛进行压缩成形而得到的压块，然后，将对应于钛壳体的上表面的钛板(表层包装材)从上方盖住，进行预组装。需要说明的是，虽然上述例中钛壳体为箱型，但其形状不受限制，也可以为管状等。

接着，将预组装的钛壳体收纳至真空腔内，将腔内的真空度减压至10Pa以下后，焊接接缝部分，制成钛包装体4。另外，作为海绵钛，使用通过kroll法的熔解工序制造的一般的海绵钛。但是，需要将海绵钛中的Cl含量调整至上述规定的范围内。

通过kroll法制造的海绵钛是通过用Mg还原四氯化钛而制造的。通过该还原生成的MgCl₂被下一工序的真空分离工序去除。但是，处理巨大的块状的海绵钛的坯料时，MgCl₂不会被完全去除，有一部分会作为不可避免的杂质残留在粉碎后的海绵钛内。海绵钛的Cl含量超过上述规定范围时，例如，可以进行下述的真空再分离处理。

真空再分离处理是在真空度1.3Pa以下(更优选为1.3×10^-2Pa以下)的真空环境下，在900～1200℃下保持的真空气氛下的热处理，该热处理时间可以根据所需的Cl含量、原料海绵钛的Cl含量进行调整。例如，要得到Cl含量为0.05％以下的海绵钛时，优选在1.3×10^-2Pa以下的真空中加热40小时以上。

焊接钛壳体的接缝部分的方法无特别限定。例如，可以为TIG焊接、或MIG焊接等电弧焊接、电子束焊接或激光焊接等。其中，关于焊接气氛，以使钛锭6和表层包装材5的表面不会被氧化或氮化的方式在真空气氛或非活性气体气氛中进行焊接。

3-2.钛材1的制造方法

通过对上述钛包装体4实施热轧可以得到板状的钛材1。需要说明的是，在要得到板状的钛材1的情况下，实施热轧，而在要得到圆棒状或线材状的钛材1的情况下，实施热挤出加工等即可。

热轧后，也可以根据需要通过酸洗等去除表面的氧化层，然后进行冷轧，将其加工为更薄。

热加工时的加热温度为与对通过铸造制作的以往的钛板坯或小方坯进行热加工时相同的加热温度即可。上述加热温度根据钛包装体4的大小或加工率会有不同，但优选设为600～1200℃。

若上述加热温度过低，则由于钛包装体4的高温强度过高，会成为热加工中出现裂纹的原因。在此基础上，钛锭6与表层包装材5的接合会变得不充分。另一方面，若上述加热温度过高，则得到的钛材1的组织会变得粗大，无法得到充分的机械特性。在此基础上，氧化会导致表层包装材5变薄。另外，为了使海绵钛彼此结合、减少空隙、保证充分的机械特性，热加工率优选设为50％以上。

另一方面，由于空隙的增加有助于轻量化，因此也可以在强度或延性等机械特性容许的范围内使钛材1含有空隙。此时的热加工率可以在兼顾期望的机械特性的同时进行选择。此时，热加工率优选为30％以上且50％以下。

接着热加工而根据需要进行冷加工时，可以根据最终产品的形状选择合适的冷加工率。此时，冷加工率优选为30％以上且95％以下。冷加工率也可以为96％、98％以下。

在热加工和冷加工后也可以进一步进行退火。上述退火优选在真空中或非活性气体气氛中设定500～850℃的温度，可以根据所需的机械特性选择退火时间。

需要说明的是，对于热加工或冷加工时的加工率，其为加工前与加工后的截面积之差除以加工前的截面积而得到的比例(百分比)，将加工前的截面积设为A_B，将加工后的截面积设为A_A时，定义为如下。需要说明的是，此时的截面积是指与加工(轧制)方向垂直的截面的截面积。

加工率(％)＝(A_B-A_A)/A_B×100

以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

[试验材料制备工序]

向钛壳体中填充通过kroll法制造的Cl含量不同的海绵钛(Cl：0.021～0.502％、平均粒径：0.25～19mm)。此处，使用厚度0.6～36mm的钛板(JIS1种)，制备厚度75mm、宽度100mm、长度120mm的长方体状的钛壳体。

以下进行详细说明。制作钛包装体时，首先，将5张钛板(表层包装材)组装，制成上表面具有开口部的箱形状，然后向其中填充海绵钛，通过另外一张钛板(表层包装材)盖住开口部，预组装成钛壳体。

将预组装的钛壳体收纳至真空腔内，将内部的真空度减压至8.2×10^-3～1.1×10^-1Pa后，通过电子束对钛壳体的接缝进行全周焊接并密封，制成钛包装体。

然后，将该钛包装体在大气气氛下加热至850℃后，进行热轧，制成厚度5mm的热轧板。之后，使用喷丸和硝酸氢氟酸，对热轧板的表面和背面均进行每面去除约50μm(两面100μm)的酸洗处理(去氧化皮处理)。

进而，对热轧板进行冷轧，制成厚度1mm的钛板。然后，作为退火处理，通过进行在真空或非活性气体气氛中加热至670℃、保持180分钟的热处理，制备钛材。以试验编号1为例进行详细说明。

试验编号1中，根据海绵钛的Cl量的分析结果0.023％，算出X的下限值0。钛材的厚度为1mm，考虑到表面缺陷等的发生等，将目标X值设为0.75。基于该目标X值与板坯尺寸等的限制，预确定去除空隙的钛锭的实际厚度D的目标值17.2mm、和表层包装材的厚度Ts的目标值13.3mm。根据钛锭的实际厚度D算出钛锭的重量，根据在钛壳体中填充海绵钛时的空隙率算出钛壳体的必要容积，钛壳体内(钛包装体内)的厚度设为48.4mm。使用该钛锭与钛板，制备厚度75mm的钛包装体。对进行热轧和冷轧等而制造的钛材的表层部与内层部的厚度进行测定。分别为0.303mm、0.398mm，X值为0.76。确认成功制造了基本接近目标X＝0.75的钛材。

需要说明的是，试验编号15中，制备钛包装体时，将下表面与上表面的厚度进行变更，使钛材的2个表层部的厚度分别为0.24mm和0.33mm。

[化学组成]

对于表层部和内层部的化学组成根据JIS H 1612(1993)、JIS H 1614(1995)、JISH 1615(1997)、JIS H 1617(1995)、JIS H 1619(2012)、JIS H 1620(1995)进行测定。需要说明的是，此时，在表层部或内层部的厚度为0.2～0.1mm的情况下，该部分的化学组成使用通过切削等进行加工而得到的切屑等进行了分析。在表层部或内层部的厚度不足0.1mm的情况下，由钛材的整体的化学成分的分析结果、和厚者(内层部或表层部)的化学成分的分析结果算出该部分的化学成分。

[厚度测定]

对于表层部和内层部的厚度，通过利用光学显微镜的微观组织观察进行测定。首先，以能够观察到制备的钛材的截面的方式埋入树脂中，进行研磨、腐蚀后，拍摄光学显微镜照片。如图2所示，在表层部与内层部可以清晰地观察到边界线。不仅如此，由于晶粒直径的差异等导致能够观察到腐蚀后的浓淡存在差异，因此由此也可以区分边界。

根据随机选出的20处的截面照片测定表层部和内层部的厚度，求出各部分的平均值，根据测定的表层部和内层部的平均厚度算出表层部的厚度/内层部的厚度。

[空隙率]

钛材的内层部的空隙率按照下述方法求出。首先，从内层部的板厚中心部切取观察用样品。然后，将切取的观察用样品埋入树脂中，使得与钛材的长度方向垂直的截面成为观察面，然后，使用金刚石或氧化铝研磨液进行抛光研磨以完成镜面化加工。然后，拍摄镜面化加工后的观察面的光学显微照片。

测定拍摄的光学显微镜照片中含有的空隙部分的面积，将其除以拍摄视野整体的面积，求出空隙率。此时，以使观察面积合计达到0.3mm²以上(以倍率500倍的光学显微镜照片计为20视野以上)的方式进行利用光学显微镜的拍摄，采用其平均值。

[机械特性]

从制备的钛材上切取轧制方向上平行部为12.5×60mm(厚度＝板厚)、标点间距50mm、卡盘部宽度20mm、全长150mm的拉伸试验材料(JIS13B拉伸试验片)，根据JIS Z 2241(2011)(金属材料拉伸试验方法)进行平板拉伸试验，根据总伸长率评价延性。需要说明的是，本实施例中，若总伸长率为20％以上，则判断为延性优异。

另外，从制备的厚度1mm的钛材上，以与轧制方向平行的方式切取宽度20mm、长度50mm的矩形状试验片，根据JIS Z 2248(2014)(金属材料弯曲试验方法)进行平板180°弯曲试验(弯曲内侧的直径为板厚)，根据有无裂纹进行弯曲性评价，将无裂纹的情况评价为“○”，有裂纹的的情况评价为“×”。

将上述的结果示于表1和2中。

[表1]

表1

[表2]

表1和2中的试验编号1～15是完全满足本发明中规定的条件的本发明例。试验编号1～15的内层部的Cl含有率均为0.60％以下，且满足式(i)，还满足空隙体积率30％以下，因此得到了延性和弯曲性优异的结果。

另一方面，试验编号16～37是不满足本发明中规定的条件的比较例。这些比较例虽然内层部的Cl含有率为0.60％以下，但由于不满足式(i)，因此得到的是延性或弯曲性差的结果。

关于弯曲性，图7中将本发明例表示为○，将比较例表示为×。本发明例即使内层部的氯浓度高，也具有良好的弯曲性。可见，通过恰当地控制表层部厚度与内层部厚度而防止了Cl引起的机械特性的劣化。

实施例2

[试验材料制备工序]

在钛壳体中填充通过kroll法制造的海绵钛(Cl：0.025％、平均粒径＝0.25～19mm)。另外，使用厚度4.0mm的钛板(JIS1种)作为表层包装材，按照与实施例1同样的制造方法制备厚度39～148mm、宽度100mm、长度120mm的钛包装体。

接着，将该钛包装体4在大气气氛下加热至850℃后，进行热轧，得到厚度20mm的热轧板。之后，使用喷丸和硝酸氢氟酸，对热轧板的表面和背面均进行每面去除约50μm(两面100μm)的去氧化皮处理，制备钛材。

之后，采用与实施例1同样的评价方法，对表层部和内层部的化学组成、厚度以及钛材的机械特性进行调查。需要说明的是，本实施例中，若总伸长率为20％以上，则判断为延性优异。进而，通过目视观察钛材的表面性状，评价有无表面裂纹，将无裂纹的情况评价为“○”，有裂纹的情况评价为“×”。需要说明的是，JIS H 4600(2012)中认为对于板厚5mm以上的钛材无需进行弯曲试验，本实施例中未进行弯曲试验。

将上述的结果示于表3和4中。

[表3]

表3

[表4]

表3和4中的试验编号38～42是完全满足本发明中限定的条件的本发明例。试验编号38～42的内层部的Cl含有率为0.60％以下，且满足式(i)，还满足空隙体积率30％以下，因此得到了表面性状良好且延性优异的结果。

实施例3

[试验材料制备工序]

将通过kroll法制造的海绵钛(Cl：0.028～0.052％、平均粒径＝0.25～19mm)放入模具中，进行压缩压制，成形为堆积密度3.2g/cm³的压块。

将这些压块切断加工为长方体形状后，使用厚度10mm的钛板(JIS1～4种)进行包装，然后，按照与实施例1同样的制造方法，制备厚度28～84mm、宽度100mm、长度120mm的钛包装体。

然后，按照与实施例1同样的制造方法，对钛包装体进行热轧、去氧化皮、冷轧、以及退火处理，制备钛材。

对于试验编号55，事先在一张表层包装材的端部开孔，对铜管进行钎焊。组装包装体整体，在Ar气体气氛中对表层包装材的接缝进行全周电弧焊接，组装钛包装体。之后，通过铜管将钛包装体的内部的真空度减压至15Pa后，密闭铜管，制备钛包装体。之后，与上述实施例同样地进行热轧、冷轧，得到钛材。

之后，采用与实施例1同样的评价方法，对表层部和内层部的化学组成、厚度以及钛材的机械特性进行调查。需要说明的是，本实施例中同样，若总伸长率为20％以上，则判断为延性优异。进而，通过目视观察钛材的表面性状，评价有无表面裂纹，将无裂纹的情况评价为“○”，有裂纹的情况评价为“×”。

将上述的结果示于表5和6中。

[表5]

表5

[表6]

表5和6中的试验编号43～50是完全满足本发明中限定的条件的本发明例。试验编号43～50的内层部的Cl含有率为0.60％以下，且满足式(i)，还满足空隙体积率30％以下，因此得到了表面性状良好且延性优异的结果。

试验编号51～54虽然内层部的Cl含有率为0.60％以下，但由于不满足式(i)，因此得到的是弯曲性差的结果。

试验编号55虽然表面性状良好，但由于内层部一部分发生氧化，O含量不在规定范围内，因此得到的是延性低、弯曲性差的结果。

如上所述，本发明的钛材具有优异的表面性状、伸长率以及弯曲性，适用于要求高的变形能力的部件，如屋顶瓦等。

附图标记说明

1 钛材

2 表层部

3 内层部

4 钛包装体

5 表层包装材

6 钛锭

Claims

1.一种钛材，其为具有内层部和表层部的钛材，

所述表层部的化学组成以质量％计为

O：0.40％以下、

Fe：0.50％以下、

Cl：0.020％以下、

N：0.050％以下、

C：0.080％以下、

H：0.013％以下、

余量：Ti和杂质，

所述内层部的化学组成以质量％计为

O：0.40％以下、

Fe：0.50％以下、

Cl：大于0.020％且为0.60％以下、

N：0.050％以下、

C：0.080％以下、

H：0.013％以下、

余量：Ti和杂质，

所述内层部具有空隙，

在与所述钛材的长度方向垂直的截面中，所述内层部的所述空隙的面积率大于0％且为30％以下，

所述钛材满足下述式(i)，

Cl_I≤0.03+0.02×t_S/t_I···(i)

其中，上述式(i)中的各符号的含义如下：

Cl_I：内层部的Cl含量，单位为质量％，

t_S：表层部的厚度，

t_I：内层部的厚度。

2.一种钛材的制造方法，其为制造权利要求1所述的钛材的方法，包括以下工序：

制造钛壳体的工序，所述钛壳体具有以下化学组成：

以质量％计，

O：0.40％以下、

Fe：0.50％以下、

Cl：0.020％以下、

N：0.050％以下、

C：0.080％以下、

H：0.013％以下、

余量：Ti和杂质；

在所述钛壳体的内部填充选自海绵钛和压缩该海绵钛而得到的压块中的1种以上的工序，所述海绵钛具有以下化学组成：

以质量％计，

O：0.40％以下、

Fe：0.50％以下、

Cl：大于0.020％且为0.60％以下、

N：0.050％以下、

C：0.080％以下、

H：0.013％以下、

余量：Ti和杂质；

将所述钛壳体的内部的真空度设为10Pa以下之后，密闭周围以维持该内部的真空度，制成钛包装体的工序；以及，

对所述钛包装体进行热加工的工序。

3.根据权利要求2所述的钛材的制造方法，其包括在进行所述热加工的工序之后，进一步进行冷加工和退火的工序。