DE68921410T2 - Intermetallic TiAl-Ti3Al composites. - Google Patents
Intermetallic TiAl-Ti3Al composites.Info
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein zusammengesetztes TiAl- Ti&sub3;Al-Material für die Verwendung als Rohmaterial von Teilen, die ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Zähigkeit besitzen müssen, z.B. rotierenden Teilen ,wie einer Gasturbine, einer Turbinenschaufel für ein Strahltriebwerk und eines Turboladerrotors, sowie hin- und hergehenden Teilen, wie eines Motorventils, eines Kolbens und einer Ventilstößelstange.The invention relates to a TiAl-Ti3Al composite material for use as a raw material of parts required to have excellent heat resistance and toughness, e.g., rotating parts such as a gas turbine, a turbine blade for a jet engine, and a turbocharger rotor, and reciprocating parts such as an engine valve, a piston, and a valve push rod.
Bisher wurden in verschiedenen rotierenden oder hin- und hergehenden Teilen- wie oben erwähnt, hitzebeständige Legierungen auf Ni-Basis für die Turbinenschaufel, den Rotor usw. verwendet, hitzebeständige Stähle wurden für das Motorventil verwendet, Gußaluminiumlegierungen wurden für den Kolben verwendet und Gußeisen wurde oftmals für die Ventilstößelstangen verwendet.Previously, in various rotating or reciprocating parts, as mentioned above, Ni-based heat-resistant alloys were used for the turbine blade, rotor, etc., heat-resistant steels were used for the engine valve, cast aluminum alloys were used for the piston, and cast iron was often used for the valve push rods.
Inzwischen werden Titan und Titanlegierungen (z.B. Ti-6Al-4V) als leichtgewichtige Materialien verwendet, die in ihrer Festigkeit auf dem Gebiet der Flugzeugtechnik überlegen sind. Ferner haben Materialien auf der Basis von TiAl-Intermetallverbindungen als leichte Materialien mit verbesserter Hitzebeständigkeit Aufmerksamkeit gewonnen.Meanwhile, titanium and titanium alloys (e.g. Ti-6Al-4V) are used as lightweight materials that are superior in strength in the field of aircraft engineering. Furthermore, materials based on TiAl intermetallic compounds have gained attention as lightweight materials with improved heat resistance.
Diese Materialien auf der Basis von TiAl-Intermetallverbindungen sind leicht und haben hervorragende Hitzebeständigkeit, sie sind jedoch bisher wegen ihrer geringen Zähigkeit (Formbarkeit) bei Zimmertemperatur nicht zur praktischen Anwendung gekommen.These materials based on TiAl intermetallic compounds are lightweight and have excellent heat resistance, but have not yet been put into practical use due to their low toughness (formability) at room temperature.
US-A-3 203 794 beschreibt binäre Ti-(34-46%) Al-Legierungen, welche eine einphasige flächenzentrierte tetragonale Mikrostruktur zeigen.US-A-3 203 794 describes binary Ti-(34-46%) Al alloys, which exhibit a single-phase face-centered tetragonal microstructure.
Dementsprechend wurde die Zugabe des dritten Elements und die Dispersion von Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in TiAl-Intermetallverbindung versucht, um die Formbarkeit der Materialien auf der Basis von TiAl-Intermetallverbindungen bei Zimmertemperatur zu verbessern.Accordingly, the addition of the third element and the dispersion of Ti₃Al intermetallic compound in TiAl intermetallic compound were attempted to improve the formability of the TiAl intermetallic compound-based materials at room temperature.
Beispielsweise wird in der Japanischen Patentbeschreibung Nr. 56-41344 eine TiAl-Legierung mit doppelter Phasenstruktur beschrieben und es wird ausgeführt, daß die Hauptphase γ- Phase (TiAl) ist und globulare α&sub2;-Phase (Ti&sub3;Al) geringfügig in der γ-Phase enthalten ist.For example, in Japanese Patent Specification No. 56-41344, a TiAl alloy having a double phase structure is described and it is stated that the main phase is γ-phase (TiAl) and globular α2-phase (Ti3Al) is slightly contained in the γ-phase.
In der Japanischen Patentbeschreibung Nr. 61-41740, die der US-A-4 661 316 entspricht, ist eine hitzebeständige Legierung auf TiAl-Intermetallverbindung beschrieben, der Mn zugegeben ist.In Japanese Patent Specification No. 61-41740, which corresponds to US-A-4 661 316, a heat-resistant alloy based on TiAl intermetallic compound to which Mn is added is described.
Was jedoch die doppelte TiAl-Legierung, dispergiert mit Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in TiAl-Intermetallverbindung, gemäß der Japanischen Patentbeschreibung Nr. 56-41344 betrifft, so ist dort nur beschrieben, daß die Hauptphase γ-Phase (TiAl) ist und die γ-Phase eine geringfügige und globulare α&sub2;-Phase (Ti&sub3;Al) enthält, die optimale Menge von Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in TiAl-Intermetallverbindung wird jedoch nicht klar. Daher ist es ein Problem, daß eine ausreichende Klarstellung über die Verbesserung der Formbarkeit bei Zimmertemperatur durch Dispergieren von Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung nicht gegeben ist.However, as for the double TiAl alloy dispersed with Ti₃Al intermetallic compound in TiAl intermetallic compound, according to Japanese Patent Specification No. 56-41344, it is only described that the main phase is γ phase (TiAl) and the γ phase contains a minor and globular α₂ phase (Ti₃Al), but the optimum amount of Ti₃Al intermetallic compound in TiAl intermetallic compound is not made clear. Therefore, it is a problem that sufficient clarification is not given about the improvement of formability at room temperature by dispersing Ti₃Al intermetallic compound.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben erwähnte Problem im Stand der Technik gemacht und es ist ein Ziel derselben, zusammengesetztes TiAl-Ti&sub3;Al-Material mit verbesserter Formbarkeit bei Zimmertemperatur zu schaffen, welches die hervorragenden Eigenschaften eines leichten Gewichts und der Hitzebeständigkeit von TiAl-Intermetallverbindungen aufweist und bei welchem darüber hinaus Ti&sub3;Al- Intermetallverbindung verwendet wird.The present invention has been made in view of the above-mentioned problem in the prior art and is a The aim of the invention is to provide a TiAl-Ti₃Al composite material with improved formability at room temperature, which has the excellent properties of light weight and heat resistance of TiAl intermetallic compounds and which further uses Ti₃Al intermetallic compound.
Die Erfinder haben herausgefunden, daß die Formbarkeit merklich verbessert wird (die Verlängerung der Legierung bei Zimmertemperatur geht bis zu 1,5% und mehr) in einer Legierung, welche Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in einem speziellen Bereich in TiAl-Intermetallverbindung enthält. Dies wurde festgestellt, indem die Menge von Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung und die Festigkeit im einzelnen durch Röntgenstrahlenbeugung sowie die Zugfestigkeit mittels Prüfen von Gußstücken untersucht wurden, welche so eingeschmolzen wurden, daß sie Aluminium im Bereich von 33,2 bis 34,9 Gew.-% in Titan enthielten.The inventors have found that formability is significantly improved (the elongation of the alloy at room temperature is up to 1.5% and more) in an alloy containing Ti₃Al intermetallic compound in a specific range in TiAl intermetallic compound. This was determined by examining the amount of Ti₃Al intermetallic compound and the strength in detail by X-ray diffraction and the tensile strength by testing castings which were melted to contain aluminum in the range of 33.2 to 34.9 wt.% in titanium.
Das bedeutet, daß zusammengesetztes TiAl-Ti&sub3;Al-Material gemäß der Erfindung so aufgebaut ist, daß Aluminium im Bereich von 33,2 bis 34,9 Gew.-% enthalten sind, wobei der Rest aus Ti und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei die TiAl-Intermetallverbindung 11,7 bis 31 Vol.-% feinlamellare Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung enthält. Das zusammengesetzte TiAl-Ti&sub3;Al-Material gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist so aufgebaut, daß Al von 33,2 bis weniger als 34 Gew.-% enthalten ist, wobei der Rest aus Ti und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht und wobei die TiAl-Intermetallverbindung 15 bis 31 Vol.-% feinlamellare Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung enthält. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie einen solchen Aufbau eines zusammengesetzten TiAl-Ti&sub3;Al-Materials als Mittel zur Lösung des oben genannten Problems verwendet.That is, the TiAl-Ti3Al composite material according to the invention is constructed such that Al is contained in the range of 33.2 to 34.9 wt.%, the balance being Ti and unavoidable impurities, the TiAl intermetallic compound containing 11.7 to 31 vol.% of fine-lamellar Ti3Al intermetallic compound. The TiAl-Ti3Al composite material according to a preferred aspect of the invention is constructed such that Al is contained in the range of 33.2 to less than 34 wt.%, the balance being Ti and unavoidable impurities, the TiAl intermetallic compound containing 15 to 31 vol.% of fine-lamellar Ti3Al intermetallic compound. The invention is characterized in that it uses such a structure of a TiAl-Ti₃Al composite material as a means of solving the above-mentioned problem.
In dem erfindungsgemäßen zusammgesetzten TiAl-Ti&sub3;Al-Material ist Al im Bereich von 33,2 bis 34,9 Gew.-% enthalten, wobei der Rest aus Ti und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht und wobei die TiAl-Intermetallverbindung 11,7 bis 31 Vol.-% feinlamellare Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung enthält. Die Ziehbarkeit der TiAl-Intermetallverbindung ist am höchsten, wenn Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung im Bereich von 11,7 bis 31 Vol.-%, vorzugsweise 15 bis 31 Vol.-% in TiAl- Intermetallverbindung in einem Zustand enthalten ist, in welchem die Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung feinverteilt in lamellarer Form vorliegt. Es hat sich gezeigt, daß es erforderlich ist, daß Al im Bereich von 33,2 bis 34,9 Gew.-%, vorzugsweise von 33,2 bis weniger als 34 Gew.-% enthalten ist, damit Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung im Bereich von 11,7 bis 31 Vol.-%, vorzugsweise 15 bis 31 Vol.-% enthalten ist und feinverteilt in lamellarer Form niedergeschlagen ist. Ferner wurde klar, daß der am meisten geeignete Zustand im Fall eines Al-Gehalts von 33,5% erreicht wurde. Wenn der Al-Gehalt geringer ist als 33,2 Gew.-%, steigt die Menge der Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung und die Ziehbarkeit wird schlechter, und wenn der Al-Gehalt 34,9 Gew.-% übersteigt, ist dies unzweckmäßig, da die Menge an Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung reziprok abfällt. Daher wird der Al-Gehalt im Bereich von 33,2 bis 34,9 Gew.-% festgelegt, so daß die Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung im Bereich von 11,7 bis 31 Vol.-% enthalten ist, um eine ausgezeichnete Ziehbarkeit zu erhalten.In the TiAl-Ti₃Al composite material of the present invention, Al is contained in the range of 33.2 to 34.9 wt.%, with the balance being Ti and unavoidable impurities, and the TiAl intermetallic compound contains 11.7 to 31 vol.% of fine-lamellar Ti₃Al intermetallic compound. The drawability of the TiAl intermetallic compound is highest when Ti₃Al intermetallic compound is contained in the range of 11.7 to 31 vol.%, preferably 15 to 31 vol.%, in the TiAl intermetallic compound in a state in which the Ti₃Al intermetallic compound is finely dispersed in a lamellar form. It has been found that it is necessary for Al to be contained in the range of 33.2 to 34.9 wt%, preferably 33.2 to less than 34 wt%, in order for Ti₃Al intermetallic compound to be contained in the range of 11.7 to 31 vol%, preferably 15 to 31 vol%, and to be finely dispersed in a lamellar form. Furthermore, it has been found that the most suitable state was achieved in the case of Al content of 33.5%. If the Al content is less than 33.2 wt%, the amount of Ti₃Al intermetallic compound increases and the drawability becomes poorer, and if the Al content exceeds 34.9 wt%, it is undesirable because the amount of Ti₃Al intermetallic compound decreases reciprocally. Therefore, the Al content is set in the range of 33.2 to 34.9 wt% so that the Ti3Al intermetallic compound is contained in the range of 11.7 to 31 vol% to obtain excellent drawability.
Die Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in TiAl-Intermetallverbindung ist aber nicht nur in ihrer Zusammensetzung variabel, sondern auch durch die Wärmebehandlung während der Herstellung. Wenn nämlich TiAl-Intermetallverbindung während der Herstellung in einem Ungleichgewichtszustand verfestigt wurde und für lange Zeit auf einer hohen Temperatur (mehr als 1100ºC) gehalten wird, löst sich Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in TiAl-Intermetallverbindung, die Menge der Ti&sub3;Al- Intermetallverbindung nimmt ab und die Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung kohäriert und wird grob, so daß eine Verschlechterung der Form- oder Ziehbarkeit hervorgerufen wird. Dementsprechend ist es unzweckmäßig, die Wärmebehandlung für lange Zeit bei hoher Temperatur oberhalb von 1100ºC durchzuführen. Im Fall einer Wärmebehandlung bei 1150ºC hat sich zum Beispiel gezeigt, daß es zweckmkäßig ist, 8 Stunden oder dergleichen zu überschreiten.However, the Ti₃Al intermetallic compound in TiAl intermetallic compound is variable not only in its composition, but also by the heat treatment during production. Namely, if TiAl intermetallic compound was solidified in a non-equilibrium state during production and kept at a high temperature (more than 1100ºC) for a long time, Ti₃Al intermetallic compound dissolves in TiAl intermetallic compound, the amount of Ti₃Al intermetallic compound decreases and the Ti₃Al intermetallic compound coheres and becomes coarse, causing deterioration in formability or drawability. Accordingly, it is impractical to carry out the heat treatment for a long time at a high temperature above 1100°C. In the case of heat treatment at 1150°C, for example, it has been found to be practical to exceed 8 hours or so.
Es ist möglich, die feinlamellare Phase von Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung im Bereich von 11,7 bis 31 Vol.-% in TiAl- Intermetallverbindung durch Guß zu erzielen. Es ist auch möglich, dieselbe durch Pulvermetallurgie zu erhalten, was einem Verfahren zur Verarbeitung einer Sintermischung von TiAl-Intermetallverbindungspulver und Ti&sub3;Al-Intermetallverbindungspulver entspricht.It is possible to obtain the fine lamellar phase of Ti₃Al intermetallic compound in the range of 11.7 to 31 vol% in TiAl intermetallic compound by casting. It is also possible to obtain the same by powder metallurgy, which is a method of processing a sintered mixture of TiAl intermetallic compound powder and Ti₃Al intermetallic compound powder.
Das zusammengesetzte TiAl-Ti&sub3;Al-Material gemäß der Erfindung enthält 33,2 bis 34,9 Gew.-% Al und der Rest besteht aus Ti und unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die TiAl-Intermetallverbindung 11,7 bis 31 Vol.-% Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung enthält, so daß Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in geeigneter Menge in TiAl-Intermetallverbindung dispergiert ist. Dementsprechend erzeugt die Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung, dispergiert in der richtigen Menge TiAl-Intermetallverbindung, eine merkliche Verbesserung der Zähigkeit (insbesondere Formbarkeit) von TiAl-Intermetallverbindung, die leichtgewichtig ist und ausgezeichnete Hitzebeständigkeit besitzt.The TiAl-Ti₃Al composite material according to the invention contains 33.2 to 34.9 wt% of Al and the balance consists of Ti and unavoidable impurities, and the TiAl intermetallic compound contains 11.7 to 31 vol% of Ti₃Al intermetallic compound so that Ti₃Al intermetallic compound is dispersed in a proper amount of TiAl intermetallic compound. Accordingly, the Ti₃Al intermetallic compound dispersed in a proper amount of TiAl intermetallic compound produces a remarkable improvement in the toughness (particularly formability) of TiAl intermetallic compound, which is lightweight and has excellent heat resistance.
Die Erfindung wird nunmehr ausführlicher durch die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele erläutert.The invention will now be explained in more detail by the following, non-limiting examples.
Unter Verwendung von Titanschwamm und granuliertem Aluminium hoher Reinheit als Rohmaterialien wurden TiAl-Legierungen mit der in Tabelle 1 als Nummern 1 bis 10 gezeigter chemischer Zusammensetzung in einer Atmosphäre von Ar durch Anwendung eines Plasmaschalenofens geschmolzen und sodann zu Gußstücken von etwa 5 kg Gewicht gegossen.Using titanium sponge and granulated aluminum of high purity as raw materials, TiAl alloys with the chemical composition shown as numbers 1 to 10 in Table 1 were melted in an atmosphere of Ar by using a plasma shell furnace and then cast into castings of about 5 kg in weight.
Dann wurden Zugtestproben aus den jeweiligen Gußstücken geschnitten und 0,2% Dehngrenze, Zugfestigkeit, Dehnung und Flächenreduktion mittels Zugtest ohne Wärmebehandlung (wie gegossen) mit Ausnahme der Legierung Nr. 9 gemessen. Die Menge der Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in TiAl-Intermetallverbindung wurde durch Röntgenstrahlenbeugung ermittelt. Die Probe der Legierung Nr. 9 mit der gleichen chemischen Zusammensetzung wie die Legierung Nr.3 wurde einer Wärmebehandlung bei 1150ºC für 24 Stunden unterzogen und sodann luftgekühlt mit der Absicht einer Reduzierung der Menge der Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung.Then, tensile test specimens were cut from the respective castings and 0.2% proof stress, tensile strength, elongation and area reduction were measured by tensile test without heat treatment (as-cast) except for alloy No. 9. The amount of Ti₃Al intermetallic compound in TiAl intermetallic compound was determined by X-ray diffraction. The sample of alloy No. 9 having the same chemical composition as alloy No. 3 was subjected to heat treatment at 1150ºC for 24 hours and then air cooled with the intention of reducing the amount of Ti₃Al intermetallic compound.
Diese Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1 Chemische Zusammensetzung (Gew.-%) Wärmebehandlung Intermetallverbindung (Vol.-%) Dehngrenze (kp/mm²) Zugfestigkeit (kp/mm²) Dehnung (%) Flächenreduzierung (%) andere Beispiel Vergleichsbeispiel Rest wie gegossenThese results are also shown in Table 1. TABLE 1 Chemical composition (wt.%) Heat treatment Intermetallic compound (vol.%) Yield strength (kp/mm²) Tensile strength (kp/mm²) Elongation (%) Area reduction (%) other example comparative example rest as cast
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 1 zu entnehmen ist, ist es bei den Beispiel-Legierungen Nummern 1 bis 5, die dem erfindungsgemäßen zusammengesetzten TiAl-Ti&sub3;Al-Material entsprechen, bei dem Al im Bereich von 33,2 bis 34,9 Gew.-% und Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in TiAl-Intermetallverbindung im Bereich von 11,7 bis 31 Vol.-% enthalten ist, ersichtlich, daß die mechanische Festigkeit hoch ist und die Dehnung mehr als 1,5% beträgt, und so läßt sich erkennen, daß diese Legierungen ausgezeichnete Zähigkeit besitzen. Da die mechanische Festigkeit dazu neigt, in den Legierungen Nr. 4 und 5, die mehr als 34 Gew.-% Al enthalten, abzusinken, ist es in dieser Beziehung zu bevorzugen, den Al-Gehalt mit weniger als 34 Gew.-% anzusetzen. Die mechanische Festigkeit und Dehnung neigen dazu, in der Legierung Nr. 5, die Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung mit weniger als 15 Vol.-% in TiAl-Intermetallverbindung enthält, abzusinken, und in dieser Beziehung hat sich gezeigt, daß es zu bevorzugen ist, die untere Grenze der Menge an Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung in TiAl-Intermetallverbindung mit 15 Vol.-% anzusetzen.As can be seen from the results in Table 1, in the example alloys Nos. 1 to 5 corresponding to the TiAl-Ti₃Al composite material of the present invention in which Al is contained in the range of 33.2 to 34.9 wt% and Ti₃Al intermetallic compound in TiAl intermetallic compound is contained in the range of 11.7 to 31 vol%, it is apparent that the mechanical strength is high and the elongation is more than 1.5%, and thus it can be seen that these alloys have excellent toughness. Since the mechanical strength tends to decrease in the alloys Nos. 4 and 5 containing more than 34 wt% of Al, it is preferable to set the Al content to be less than 34 wt% in this respect. The mechanical strength and elongation tend to decrease in alloy No. 5 containing Ti₃Al intermetallic compound of less than 15 vol% in TiAl intermetallic compound, and in this respect, it has been found to be preferable to set the lower limit of the amount of Ti₃Al intermetallic compound in TiAl intermetallic compound at 15 vol%.
Im Gegensatz dazu ist die Vergleichslegierung Nr. 6 mit zu geringem Al-Gehalt, der unter 33,2 Gew.-% liegt, bezüglich der Form- oder Ziehbarkeit wegen der im Überschuß vorhandenen Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung merklich schlechter. Die Vergleichslegierung Nr. 7 mit einem Überschuß an Al, d.h. mehr als 34,9 Gew.-%, ist in der Form- oder Ziehbarkeit ähnlich wie das Beispiel Nr. 6 infolge des Fehlens von Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung wesentlich schlechter. Es hat sich gezeigt, daß die Vergleichslegierung Nr. 8, die mehr Al als die Legierung Nr. 7 enthält, schlechtere mechanische Festigkeit und Form- oder Ziehbarkeit infolge des geringeren Gehalts an Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung besitzt.In contrast, the comparative alloy No. 6 with too low Al content, which is less than 33.2 wt.%, is noticeably inferior in formability or drawability due to the excess of Ti₃Al intermetallic compound. The comparative alloy No. 7 with an excess of Al, i.e., more than 34.9 wt.%, is significantly inferior in formability or drawability similar to the example No. 6 due to the absence of Ti₃Al intermetallic compound. It has been found that the comparative alloy No. 8, which contains more Al than the alloy No. 7, has inferior mechanical strength and formability or drawability due to the lower content of Ti₃Al intermetallic compound.
In der Vergleichslegierung Nr. 9, die Al in richtiger Menge enthält und einer Wärmebehandlung bei hoher Temperatur über eine lange Zeit ausgesetzt wurde, ist es unmöglich, eine Dehnung von mehr als 1,5% zu erreichen, da der Gehalt an Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung durch die Wärmebehandlung bei hoher Temperatur über eine lange Zeit abnimmt. Ferner ist es in der Vergleichslegierung Nr. 10, die V als drittes Element enthält, unmöglich, eine Dehnung von mehr als 1,5% zu erreichen, da der Al-Gehalt 34,9 Gew.-% übersteigt. Trotzdem ist die mechanische Festigkeit vergleichsweise hoch.In the comparative alloy No. 9, which contains Al in the correct amount and is subjected to heat treatment at high temperature for for a long time, it is impossible to obtain an elongation of more than 1.5% because the content of Ti₃Al intermetallic compound decreases by the heat treatment at high temperature for a long time. Furthermore, in the comparative alloy No. 10 containing V as the third element, it is impossible to obtain an elongation of more than 1.5% because the Al content exceeds 34.9 wt%. Nevertheless, the mechanical strength is comparatively high.
Wie oben beschrieben, enthält das zusammengesetzte TiAl- Ti&sub3;Al-Material gemäß der Erfindung 33,2 bis 34,9 Gew.-% Al und der Rest besteht aus Ti und unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die TiAl-Intermetallverbindung 11,7 bis 31 Vol.-% Ti&sub3;Al-Intermetallverbindung enthält. Daher ist sie leicht und besitzt ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und darüber hinaus ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Dehnung. Es ist ein zusammengesetztes Material, das als Rohmaterial für Rotationsteile geeignet ist, welche hitzebeständig und zäh sein müssen, wie eine Turbinenschaufel und ein Turboladerrotor. Eine ausgezeichnete Wirkung wird hinsichtlich einer Gewichtsreduzierung erhalten. Ferner stellt es ein zusammengesetztes Material dar, das als Rohmaterial für hin- und hergehende Teile geeignet ist, wie ein Motorventil, ein Kolben und eine Ventilstößelstange. Ein weiterer hervorragender Effekt besteht darin, daß es zu einer Erhöhung der Motordrehzahl durch die Verringerung der Trägheitsmasse beiträgt.As described above, the TiAl-Ti3Al composite material according to the invention contains 33.2 to 34.9 wt% of Al and the balance consists of Ti and unavoidable impurities, and the TiAl intermetallic compound contains 11.7 to 31 vol% of Ti3Al intermetallic compound. Therefore, it is light and has excellent heat resistance and, furthermore, excellent mechanical strength and elongation. It is a composite material suitable as a raw material for rotary parts which are required to be heat resistant and tough, such as a turbine blade and a turbocharger rotor. An excellent effect is obtained in terms of weight reduction. Furthermore, it is a composite material suitable as a raw material for reciprocating parts such as an engine valve, a piston and a valve push rod. Another excellent effect is that it contributes to increasing the engine speed by reducing the inertial mass.
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