DE69933513T2

DE69933513T2 - Titanium alloy and process for its production

Info

Publication number: DE69933513T2
Application number: DE69933513T
Authority: DE
Inventors: c/o Takasago Works in Kobe Steel Hideto Takasago-shi Oyama; c/o Osaka Branch in Kobe Steel Takayuki Osaka-shi Kida; c/o Takasago Works in Kobe Steel Kazumi Takasago-shi Furatani; c/o Kobe Steel Masamitsu Shingawa-ku Fujii
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2019-05-26
Also published as: DE69933513D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hoch feste Titanlegierung, die hohe Festigkeit, hervorragende Schweißbarkeit (d. h., Duktilität in der Wärmeeinflußzone (HAZ) nach dem Schweißen, hierin nachstehend die gleiche Bedeutung) und gute Duktilität, was die Produktion von Bändern ermöglicht, hat. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Walzverfahren einer Titanlegierung im Coil und ein Verfahren zur Herstellung eines im Coil gewalzten Titanbandes, wobei das Titan die oben erwähnte Titanlegierung ist.The The present invention relates to a high strength titanium alloy, the high strength, excellent weldability (i.e., ductility in the Heat affected zone (HAZ) after welding, hereinafter the same meaning) and good ductility, what the Production of ribbons allows Has. The present invention relates to a rolling process a titanium alloy in the coil and a method for producing a Coil rolled titanium tape, the titanium being the titanium alloy mentioned above is.

Titan und seine Legierungen sind leicht und haben eine hervorragende Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Seit kurzem sind sie daher verbreitet in den Bereichen der Weltraumindustrie, der chemischen Industrie und dergleichen zum Einsatz gekommen. Titanlegierungen sind jedoch Materialien, die im allgemeinen nicht so gut zu verarbeiten sind, so daß die Kosten für das Formen und die Verarbeitung im Vergleich zu anderen Materialien sehr hoch sind. Beispielsweise ist Ti-6Al-4V, eine typische Legierung vom α+β-Typ, ein Material, das bei Raumtemperatur schwer zu verarbeiten ist. Daher sagt man, daß die Legierung durch Kaltwalzen nur schwer zu einem Coil verarbeitet werden kann.titanium and its alloys are lightweight and have excellent strength, toughness and corrosion resistance. Recently, they have become widespread in the space industry, the chemical industry and the like have been used. titanium alloys However, they are materials that generally do not work so well are so that the costs for the molding and the processing in comparison to other materials are very high. For example, Ti-6Al-4V, a typical α + β-type alloy, is one Material that is difficult to process at room temperature. Therefore it is said that the Alloy by cold rolling difficult to make a coil can be.

Aus diesem Grund wird in dem Moment, wo die Ti-6Al-4V-Legierung in Blattform gewalzt wird, das so genannte Paketwalzen übernommen. Das heißt, das Paketwalzen ist eine Art Stapeln der Ti-6Al-4V-Legierungsblätter, erhalten durch das Warmwalzen in Form von Schichten, Einbringen der Blätter in eine Box aus Weichstahl und Warmwalzen der Blätter, die sich in der Box befinden, unter Wärmeerhaltung, damit ihre Temperatur höher als eine vorgegebene Temperatur bleibt, zur Herstellung einer dünnen Platte. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine Weichstahlhülle zur Herstellung eines Pakets und Paketschweißen ist erforderlich. Zur Verhinderung des Verklebens der Titanlegierungsbänder selbst muß überdies ein Lösemittel verwendet werden. Auf diese Weise erfordert das Paketwalzverfahren sehr lästige Arbeiten und hohe Kosten im Vergleich zum Kaltwalzen. Überdies ist der für das Warmwalzen geeignete Temperaturbereich begrenzt, was bei der Bearbeitung zu vielen Einschränkungen führt.Out This reason is the moment the Ti-6Al-4V alloy in sheet form rolled, the so-called Paketwälzen taken over. That is, that Packet rolling is a type of stacking of the Ti-6Al-4V alloy sheets obtained by hot rolling in the form of layers, placing the leaves in a box of mild steel and hot rolling of the leaves, which are in the box, under heat conservation, so that their temperature is higher remains as a predetermined temperature to produce a thin plate. However, this method requires a mild steel shell for Manufacturing a package and packet welding is required. To prevent the bonding of the titanium alloy strips themselves must also a solvent be used. In this way, the packet rolling method requires very annoying Work and high costs compared to cold rolling. moreover is the for the hot rolling limited suitable temperature range, resulting in the Processing too many restrictions leads.

Im Gegensatz dazu offenbaren die japanischen Patentanmeldungen, Veröffentlichungsnummern 3-274238 und 3-166350, daß die Gehalte an Al, V und Mo in dem Ausgangsmaterial von Titan definiert sind und mindestens ein Legierungselement, ausgewählt aus Fe, Ni, Co und Cr, darin in einer geeigneten Menge enthalten ist, so daß eine Titanlegierung erhalten werden kann, die eine Festigkeit aufweist, die im wesentlichen der der Ti-6Al-4V-Legierung gleicht, und hinsichtlich der Superplastizität und Warmverarbeitbarkeit besser als die Ti-6Al-4V-Legierung ist.in the In contrast, Japanese Patent Application Publication Nos. 3-274238 disclose and 3-166350 that the Levels of Al, V and Mo defined in the starting material of titanium and at least one alloying element selected from Fe, Ni, Co and Cr contained therein in an appropriate amount so that one Titanium alloy can be obtained, which has a strength, which is substantially similar to that of the Ti-6Al-4V alloy, and in terms of the super plasticity and hot workability better than the Ti-6Al-4V alloy.

Die japanischen Patentanmeldungen, Veröffentlichungsnummern 7-54081 und 7-54083 offenbaren eine Titanlegierung, in der der Al-Gehalt bis auf einen Gehalt von 1,0–4,5 % reduziert ist, der V-Gehalt auf 1,5–4,5 % begrenzt ist, der Mo-Gehalt auf 0,1–2,5 % begrenzt ist und gegebenenfalls eine kleine Menge Fe oder Ni darin enthalten ist, wodurch die hohe Festigkeit erhalten bleibt und die Kaltverarbeitbarkeit und Schweißbarkeit (insbesondere die HAZ nach dem Schweißen) verbessert sind.The Japanese Patent Application Publication Nos. 7-54081 and 7-54083 disclose a titanium alloy in which the Al content to a level of 1.0-4.5 % is reduced, the V content is limited to 1.5-4.5%, the Mo content to 0.1-2.5 % is limited and optionally a small amount of Fe or Ni in it is contained, whereby the high strength is maintained and the Cold workability and weldability (in particular, the HAZ after welding) are improved.

Diese Titanlegierung besitzt sowohl Kaltverarbeitbarkeit als auch eine hohe Festigkeit und zeigt ferner eine verbesserte Schweißbarkeit und ist damit eine hervorragende Legierung. In diesen Erfindungen wird jedoch die Fließspannung während der plastischen Verformung unterdrückt, weil eine hervorragende Kaltverarbeitbarkeit sicher gestellt werden muß. Daher ist ihre Festigkeit sehr gering. Wenn die Festigkeit erhöht wird, sinkt ihre Kaltverarbeitbarkeit. Aus diesem Grund ist die Herstellung kalter Bänder im wesentlichen unmöglich. Im übrigen ist in den letzten Jahren der Bedarf der Verbraucher an hoher Festigkeit und hoher Duktilität für Titanlegierungen immer deutlicher geworden. Daher sollten Titanlegierungen noch weiter verbessert werden.These Titanium alloy has both cold workability and a high strength and also shows improved weldability and is therefore an excellent alloy. In these inventions however, it becomes the yield stress while the plastic deformation is suppressed because of an excellent Cold workability must be ensured. Therefore, their strength very low. When the strength is increased, its cold workability lowers. For this reason, the production of cold tapes is essentially impossible. Otherwise it is In recent years, consumer demand for high strength and high ductility for titanium alloys become increasingly clear. Therefore, titanium alloys should be even further be improved.

In Anbetracht der obigen Situation haben die Erfinder die vorliegende Erfindung gemacht. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Titanlegierung vom α+β-Typ, wie in Anspruch 1 definiert, und ein Ziel ist es, eine Titanlegierung vom α+β-Typ mit hervorragender Festigkeit und Kaltverarbeitbarkeit und ferner mit Duktilität, damit Bänder zu Coils verarbeitet werden können, bereitzustellen. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Etablierung einer kontinuierlichen Walztechnik, basierend auf dem Walzen im Coil, durch die Erfindung von Arbeitsbedingungen, und die Bereitstellung eines Verfahrens zum Erhalt einer Titanlegierung mit hervorragender Verarbeitbarkeit und Festigkeit durch Glühen nach dem Walzen im Coil, wie in Anspruch 3 definiert.In In view of the above situation, the inventors have the present invention Invention made. The object of the present invention is a Titanium alloy of α + β type, as in Claim 1, and an object is to provide an α + β type titanium alloy excellent strength and cold workability and further with ductility, with it tapes can be processed into coils, provide. Another object of the present invention is the establishment of a continuous rolling technique based on rolling in the coil, by inventing working conditions, and the provision of a method for obtaining a titanium alloy with excellent processability and strength by annealing after rolling in the coil as defined in claim 3.

Die Titanlegierung vom α+β-Typ mit hoher Festigkeit und Duktilität der vorliegenden Erfindung zur Überwindung der oben genannten Probleme umfaßt mindestens ein isomorphes β-stabilisierendes Element in einer Mo-Äquivalenz von 2,0–4,5 Masse-%, mindestens ein eutektisches β-stabilisierendes Element in einer Fe-Äquivalenz von 0,3–2,0 Masse-% und Si in einer Menge von 0,1–1,0 Masse-%. (Nachstehend bedeutet % Masse-%, sofern nicht anders spezifiziert). In der Titanlegierung beträgt eine bevorzugte Al-Äquivalenz, einschließlich Al als ein α-stabilisierendes Element, mehr als 3 % und weniger als 6,5 %. Wenn C ferner darin in einer Menge von 0,01–0,15 % enthalten ist, wird die Festigkeitseigenschaft der Legierung noch besser.The high-ductility α, β-type titanium alloy of the present invention for overcoming the above problems comprises at least one isomorphic β-stabilizing element in a Mo equivalence of 2.0-4.5 mass%, at least one eutectic β-stabilizing element in one Fe equivalence of 0.3-2.0 mass% and Si in an amount of 0.1-1.0 mass%. (Hereinafter,% means mass% unless otherwise specified). In the titanium alloy, a preferable Al equivalence, including Al as an α-stabilizing element, is more than 3% and less than 6.5%. Further, when C is contained therein in an amount of 0.01-0.15%, the strength property of the alloy becomes even better.

Das Verfahren zum Walzen im Coil bezieht sich auf ein Walzverfahren im Coil, das für die oben genannte Titanlegierung geeignet ist und eine kontinuierliche Produktion ermöglicht. Das Verfahren umfaßt das Glühen bzw. Tempern eines Titanlegierungsbandes bei einer Temperatur, die der folgenden Ungleichung [1] genügt, und dann Walzen im Coil des Resultierenden. (β-Übergang – 270°C) ≤ T ≤ (β-Übergang – 50 °C) (1) The process of coil rolling refers to a coil rolling process which is suitable for the above-mentioned titanium alloy and enables continuous production. The method comprises annealing a titanium alloy ribbon at a temperature satisfying the following inequality [1] and then rolling in the coil of the resultant. (β-transition - 270 ° C) ≤ T ≤ (β-transition - 50 ° C) (1)

Beim Walzen im Coil liegt der Druck für das Walzen im Coil bevorzugt im Bereich von 49 bis 392 MPa und das Walzverhältnis für das Walzen im Coil beträgt 20 % oder mehr. Wird das Walzen im Coil mehrere Male in einer Weise durchgeführt, bei der ein Glühschritt im α+β-Temperaturbereich dazwischen durchgeführt wird, kann die Gesamtwalzreduktion bei Bedarf erhöht werden. So kann auch eine dünne Platte leicht erhalten werden.At the Rolling in the coil is the pressure for rolling in the coil preferably in the range of 49 to 392 MPa and the rolling ratio for the Rolling in the coil is 20% or more. Rolling in the coil several times in a way carried out, during the annealing step in the α + β temperature range in between If necessary, total roll reduction can be increased if necessary. So can a thin one Plate easily obtained.

Ferner ist das Verfahren zur Herstellung eines Titanlegierungsbandes gemäß der vorliegenden Erfindung ein spezielles Glühverfahren, das für kaltgewalzte Bänder nach dem Kaltwalzen der oben genannten Titanlegierung vom α+β-Typ geeignet ist. Das Verfahren ist durch eine Verbesserung der Querdehnung eines kaltgewalzten Titanbandes gekennzeichnet, in dem eine Erwärmungstemperatur zum Zeitpunkt des Glühens aus Temperaturen ausgewählt wird, die nicht niedriger als die Temperatur zum Entlasten der Kaltverfestigung zum Zeitpunkt des Kaltwalzens sind, und die Temperaturen im Bereich von Temperaturen von nicht mehr als dem β-Übergang (Tβ) sind, zum unverzüglichen Vermeiden von Temperaturbereichen, die zum Auftreten von spröden, hexagonalen α-Kristallen führen, um so das Glühen durchzuführen.Further is the method for producing a titanium alloy strip according to the present invention Invention a special annealing process, that for cold rolled strips after cold rolling of the above-mentioned α + β type titanium alloy is. The process is characterized by an improvement in the transverse strain of a cold-rolled Titanium band characterized in which a heating temperature at the time of the glow Temperatures selected which is not lower than the temperature for relieving strain hardening Time of cold rolling, and temperatures are in the range of temperatures of not more than the β-transition (Tβ) are immediate Avoiding temperature ranges leading to the appearance of brittle, hexagonal α-crystals to lead, so the glow perform.

Die oben genannte Titanlegierung wird zur Durchführung des Glühens verwendet, um so ohne weiteres ein Titanlegierungsband mit einer Zugfestigkeit nach dem Glühen von 900 MPa oder mehr, einer Dehnung von 4 % oder mehr und einer [Längs(Coilwalzrichtung)-Dehnung]/(Quer-(Richtung senkrecht zur Coilwalzrichtung)-Dehnung] von 0,4–1,0 zu erhalten.The Titanium alloy mentioned above is used to carry out the annealing, so easily a titanium alloy tape with a tensile strength after the glow of 900 MPa or more, an elongation of 4% or more and one [Longitudinal (Coilwalzrichtung) elongation] / (transverse ( perpendicular to the coil rolling direction) stretching] from 0.4-1.0 to obtain.

1 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen 0,2 % Prüffestigkeit und -dehnung nach dem Glühen in dem β-Temperaturbereich (entspricht den Eigenschaften in der HAZ nach dem Schweißen) zeigt. 1 Fig. 12 is a graph showing the relationship between 0.2% test strength and elongation after annealing in the β temperature range (corresponding to the properties in the HAZ after welding).

2 ist ein Phasendiagramm einer Titanlegierung. 2 is a phase diagram of a titanium alloy.

3 ist eine Ansicht zur Erklärung des Walzverfahrens im Coil der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf ein Phasendiagramm. 3 Fig. 12 is a view for explaining the rolling process in the coil of the present invention with reference to a phase diagram.

4 ist eine graphische Darstellung, der die Beziehung zwischen der Glühtemperatur und Festigkeit und Dehnung, erhalten in den experimentellen Beispielen, zeigt. 4 Fig. 12 is a graph showing the relationship between the annealing temperature and strength and elongation obtained in the experimental examples.

5 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Glühtemperatur und Festigkeit und Dehnung, erhalten in anderen experimentellen Beispielen, zeigt. 5 Fig. 12 is a graph showing the relationship between the annealing temperature and strength and elongation obtained in other experimental examples.

6 ist eine Ansicht, die begrifflich die Beziehung zwischen der Glühtemperatur und Festigkeit und Dehnung, die die Erfinder ermittelt haben, zeigt. 6 Fig. 14 is a view conceptually showing the relationship between the annealing temperature and strength and elongation which the inventors have found.

7 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der Duktilität der umgewandelten β-Phase (d. h., der α-Phase) in der Titanlegierung im Lichte eines Phasendiagramms in einer Titanlegierung vom α+β-Typ zeigt. 7 Fig. 14 is a view showing the relationship between the ductility of the converted β-phase (ie, α-phase) in the titanium alloy in the light of a phase diagram in an α + β-type titanium alloy.

8 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen 0,2%iger Prüffestigkeit und -dehnung nach dem Glühen im α+β-Temperaturbereich zeigt. 8th Figure 11 is a graph showing the relationship between 0.2% proof strength and elongation after annealing in the α + β temperature range.

Die Titanlegierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung hat eine Grundzusammensetzung, in der die Gehalte an isomorphem β-stabilisierendem Element und eutektischem β-stabilisierendem Element definiert sind, und bevorzugt die Al-Äquivalenz, einschließlich Al, das ein α-stabilisierendes Element ist, definiert ist. Die Titanlegierung vom α+β-Typ ist eine Legierung, in der eine geeignete Menge an Si in der Grundzusammensetzung und bevorzugt eine geeignete Menge an C als ein anderes Element darin enthalten ist, um so hervorragende Festigkeit und Kaltverarbeitbarkeit zu erhalten, wobei gleichzeitig der Erhalt einer hohen Festigkeit und die Herstellung von Coils ermöglicht werden. Folgendes wird die Gründe zur Definierung der, enthaltenden Prozentsätze der oben genannten jeweiligen Elemente beschreiben.The α + β-type titanium alloy of the present invention has a basic composition defining the contents of isomorphous β-stabilizing element and eutectic β-stabilizing element, and preferably Al equivalence, including Al, which is an α-stabilizing element is defined is. The α + β-type titanium alloy is an alloy in which an appropriate amount of Si in the base composition, and preferably a suitable amount of C as another element is contained therein so as to obtain excellent strength and cold workability, at the same time preserving high strength and the production of coils are made possible. The following will describe the reasons for defining the percentages of the above respective elements.

Mindestens ein isomorphes β-stabilisierendes Element: Mo-Äquivalenz von 2,0–4,5 %:
Die isomorphen β-stabilisierenden Elemente wie Mo bewirken eine Erhöhung der Volumenfraktion der β-Phase, und werden zur Beteiligung an der Verbesserung der Festigkeit in der β-Phase gelöst. Überdies werden isomorphe β-stabilisierende Elemente wegen ihres Wesens in dem Ausgangsmaterial von Titan gelöst, um ohne weiteres eine feine äquiaxiale Mikrostruktur zu erzeugen. Aus Sicht der Erhöhung des Festigkeits-Duktilitäts-Gleichgewichts sind sie nützliche Elemente. Um solche Wirkungen der isomorphen β-stabilisierenden Elemente effektiv zu zeigen, sollten sie in einer Menge von 2,0 % oder mehr, und bevorzugt 2,5 % oder mehr, enthalten sein. Ist die Menge jedoch zu groß, sinkt die Duktilität nach dem β-Glühen und ferner nimmt die Korrosion der Titanlegierung zu. So wird es schwierig TiO₂-Zunder, die beim Glühen nach dem Kaltwalzen erzeugt wurden, und ein Sauerstoff-gelöstes geschliffenes Metall, α-Randschicht genannt, zu entfernen, so daß die Verarbeitbarkeit schlechter wird. Außerdem wird die Dichte der gesamten Titanlegierung größer, wo durch die hohe spezifische Festigkeit, die die Titanlegierung ursprünglich hat, verschlechtert wird. Daher sollte die oben genannte Menge 4,5 % oder weniger und bevorzugt 3,5 % oder weniger betragen.At least one isomorphic β-stabilizing element: Mo equivalence of 2.0-4.5%:
The isomorphous β-stabilizing elements such as Mo cause an increase in the volume fraction of the β-phase, and are solved for participation in the improvement of the strength in the β-phase. Moreover, isomorphic β-stabilizing elements are dissolved in the starting material of titanium because of their nature, to readily produce a fine equiaxial microstructure. From the standpoint of increasing strength-ductility balance, they are useful elements. In order to effectively exhibit such effects of the isomorphous β-stabilizing elements, they should be contained in an amount of 2.0% or more, and preferably 2.5% or more. However, if the amount is too large, the ductility decreases after β-annealing, and further, the corrosion of the titanium alloy increases. Thus, it becomes difficult to remove TiO ₂ scale produced by annealing after cold rolling and an oxygen-dissolved ground metal called α-surface layer, so that workability becomes worse. In addition, the density of the entire titanium alloy becomes larger, which deteriorates due to the high specificity originally provided by the titanium alloy. Therefore, the above amount should be 4.5% or less, and preferably 3.5% or less.

Das typischste Element von all diesen isomorphen β-stabilisierenden Elementen ist Mo. V, Ta, Nb und dergleichen haben jedoch im wesentlichen dieselbe Wirkung wie Mo. Für den Fall, daß diese Elemente enthalten sind, sollte die Mo-Äquivalenz [Mo + 1/1,5 × V + 1/5 × Ta + 1/3,6 × Nb], einschließlich dieser Elemente, in einem Bereich von 2,0 – 4,5 % eingestellt werden.The most typical element of all these isomorphous β-stabilizing elements is Mo. However, V, Ta, Nb and the like are essentially the same Effect as Mo. For the case that this Elements are included, the Mo equivalence should be [Mo + 1 / 1.5 × V + 1/5 × Ta + 1 / 3.6 × Nb], including this Elements can be adjusted within a range of 2.0 - 4.5%.

Mindestens ein eutektisches β-stabilisierendes Element: Fe-Äquivalenz von 0,3–2,0 %:
Die eutektischen β-stabilisierenden Elemente wie Fe verbessern die Festigkeit durch die Zugabe einer kleinen Menge davon. Überdies verbessern sie die Heißverarbeitbarkeit. Ferner wird die Kaltverarbeitbarkeit verbessert, insbesondere, wenn Mo und Fe coexistieren, dieser Grund ist jedoch bislang noch unklar. Um solche Wirkungen effektiv aufzuzeigen, sollte Fe in einer Menge von 0,3 % oder mehr und bevorzugt 0,4 % oder mehr enthalten sein. Ist die Menge jedoch zu groß, verringert sich die Duktilität nach dem β-Glühen stark und ferner wird die Segregation zum Zeitpunkt der Ingot-Herstellung außergewöhnlich, wodurch die Qualitätsstabilität verringert wird. Die Menge sollte 2,0 % oder weniger und bevorzugt 1,5 % oder weniger betragen.At least one eutectic β-stabilizing element: Fe equivalence of 0.3-2.0%:
The eutectic β-stabilizing elements such as Fe improve the strength by the addition of a small amount thereof. Moreover, they improve the hot workability. Furthermore, cold workability is improved, especially when Mo and Fe coexist, but this reason is still unclear. In order to effectively demonstrate such effects, Fe should be contained in an amount of 0.3% or more, and preferably 0.4% or more. However, if the amount is too large, the ductility after β-annealing greatly lowers, and further, segregation becomes extraordinary at the time of ingot production, thereby lowering the quality stability. The amount should be 2.0% or less, and preferably 1.5% or less.

Cr, Ni, Co und dergleichen haben im wesentlichen dieselbe Wirkung wie Fe. Daher sollte für den Fall, daß Cr und dergleichen enthalten sind, die Fe-Äquivalenz [Fe + 1/2 × Cr + 1/2 × Ni + 1/1,5 × Co + 1/1,5 × Mn], einschließlich dieser Elemente, in einem Bereich von 0,3 – 2,0 % eingestellt werden.Cr, Ni, Co and the like have substantially the same effect as Fe. Therefore, should for the case that Cr and the like, the Fe equivalence [Fe + 1/2 × Cr + 1/2 × Ni + 1 / 1.5 × Co + 1 / 1.5 × Mn] including these Elements can be adjusted in a range of 0.3 - 2.0%.

Al-Äquivalenz: mehr als 3 % und weniger als 6,5 %
Al ist ein Element, das als ein α-stabilisierendes Element zur Verbesserung der Festigkeit beiträgt. Beträgt der Al-Gehalt 3 % oder weniger, ist die Festigkeit der Titanlegierung unzureichend. Beträgt der Al-Gehalt jedoch 6,5 % oder mehr, wird die Grenze für die Kaltreduktion verringert, so daß die Legierung nur schwer zu einem Coil gemacht werden kann. Überdies wird auch die Kaltverarbeitbarkeit als ein Coilprodukt verringert, so daß die Anzahl der Kaltarbeitsschritte und Glühschritte bis die Legierung auf eine vorbestimmte Dicke gewalzt ist, steigt. Dies verursacht eine Steigerung der Kosten. In Anbetracht des Festigkeits-Kaltverarbeitungs-Gleichgewichtes, betragen die unter Grenze und die obere Grenze der Al-Äquivalenz 3,5 % bzw. 5,5 %.Al equivalence: more than 3% and less than 6.5%
Al is an element contributing as an α-stabilizing element for improving the strength. When the Al content is 3% or less, the strength of the titanium alloy is insufficient. However, if the Al content is 6.5% or more, the limit for cold reduction is lowered, so that it is difficult to make the alloy a coil. Moreover, the cold workability as a coil product is also reduced, so that the number of cold working steps and annealing steps until the alloy is rolled to a predetermined thickness increases. This causes an increase in costs. In consideration of the strength cold-processing equilibrium, the lower limit and the upper limit of the Al equivalence are 3.5% and 5.5%, respectively.

In der vorliegenden Erfindung zeigen Sn und Zr die Wirkung als ein α-stabilisierendes Element auf dieselbe Art wie Al. Daher sollte für den Fall, daß diese Elemente enthalten sind, die Al-Äquivalenz [Al + 1/3 × Sn + 1/6 × Zr], einschließlich dieser Elemente, wünschenswerterweise in einem Bereich von 3 % und weniger als 6,5 % eingestellt werden.In In the present invention, Sn and Zr show the effect as an α-stabilizing one Element in the same way as Al. Therefore, in the event that this Elements included are the Al equivalence [Al + 1/3 × Sn + 1/6 × Zr], including of these elements, desirably within a range of 3% and less than 6.5%.

Typische Beispiele für bevorzugte Titanlegierungen vom α+β-Typ, die die Voraussetzung der oben genannten Zusammensetzung, die als eine Basistitanlegierung in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, erfüllen, umfassen Ti-(4–5 %)Al-(1,5–3 %)Mo-(1–2 %)V-(0,3–2,0 %)Fe, insbesondere Ti-4,5 %Al-2 %Mo-1,6 %V-0,5 %Fe.typical examples for preferred α + β type titanium alloys which the requirement of the above composition, as a Basic titanium alloy is used in the present invention, fulfill, include Ti (4-5 %) Al- (1.5-3 %) Mo (1-2 %) V- (0.3-2.0 %) Fe, in particular Ti-4.5% Al-2% Mo-1.6% V-0.5% Fe.

Si: 0,1–1,0 %
Die Titanlegierung vom α+β-Typ mit der Basiszusammensetzung, die die Gehaltvoraussetzungen des isomorphen β-stabilisierendes Elements, des eutektischen β-stabilisierenden Elements und der Al-Äquivalenz erfüllt, weist eine hervorragende Kaltverarbeitbarkeit mit einem Grenzwert für die Kaltreduktion von etwa 40 % oder mehr auf. Somit kann die Legierung zu einem Coil gemacht werden. Ihre Festigkeit und Schweißbarkeit sind jedoch nicht ausreichend. Die Legierung kann den derzeitigen Bedarf an der Verbesserung der Festigkeit nicht decken.Si: 0.1-1.0%
The α + β-type titanium alloy having the base composition satisfying the content requirements of the isomorphous β-stabilizing element, the eutectic β-stabilizing element and the Al equivalence, has excellent cold workability with a cold reduction limit of about 40% or more. Thus, the alloy can be made into a coil. Their strength and weldability are not sufficient. The alloy can not meet the current need to improve strength.

Es ist jedoch ermittelt worden, daß, wenn Si in einer Menge von 0,1–1,0 % in der Legierung vom α+β-Typ mit der oben genannten Grundzusammensetzung enthalten ist, die Festigkeit und die Eigenschaften (Festigkeit und Duktilität) in der HAZ nach dem Schweißen als eine Titanlegierung zu verbessern, ohne die Duktilität, die für das Erzeugen eines Coils aus einer Legierung notwendig ist, zu verringern.It it has, however, been established that if Si in an amount of 0.1-1.0 % in the α + β-type alloy with the above basic composition is included, the strength and the properties (strength and ductility) in the HAZ after welding as to improve a titanium alloy, without the ductility necessary for generating a coil of an alloy is necessary to reduce.

Mit anderen Worten verbessert Si die Festigkeit, da Si die Kaltreduktion der Titanlegierung vom α+β-Typ kaum negativ beeinflußt. Ferner verbessert Si die Festigkeit und Duktilität in der HAZ nach dem Schweißen. Durch die Zugabe einer geeigneten Menge Si kann eine Legierung erhalten werden, in der die Festigkeit und Duktilität des Ausgangsmaterials der Titanlegierung weiter verbessert sind und ferner die HAZ nach dem Schweißen eine Festigkeit und Duktilität mit hohem Niveau haben.With in other words, Si improves the strength, since the cold reduction the titanium alloy of α + β type hardly negatively influenced. Further, Si improves the strength and ductility in the HAZ after welding. By the addition of an appropriate amount of Si can yield an alloy in which the strength and ductility of the starting material of the Titanium alloy are further improved and also the HAZ after the welding a strength and ductility with a high level.

Um diese Wirkungen von Si noch effektiver aufzuzeigen, muß Si in einer Menge in einem sehr eingeschränkten Bereich von 0,1–1,0 % enthalten. Ist der Si-Gehalt nicht ausreichend, ist die Festigkeit wahrscheinlich von kurzer Dauer. Außerdem wird auch die Verbesserungswirkung des Festigkeits-Duktilitäts-Gleichgewichtes der geschweißten Zone unzureichend. Beträgt der Si-Gehalt andererseits mehr als 1,0 %, verschlechtert sich die Kaltreduktion, so daß nicht ohne weiteres ein Coil hergestellt werden kann. In Anbetracht der oben genannten Vor- und Nachteile von Si betragen die untere Grenze und die obere Grenze des Si-Gehalts bevorzugt 0,2 % bzw. 1,0 %.Around To show these effects of Si more effectively, Si must be in contained in a very limited range of 0.1-1.0%. If the Si content is insufficient, the strength is likely of short duration. Furthermore also improves the strength-ductility balance the welded one Zone insufficient. is On the other hand, the Si content is more than 1.0%, the deteriorates Cold reduction, so not readily a coil can be made. In view of the The above-mentioned advantages and disadvantages of Si are the lower limit and the upper limit of the Si content is preferably 0.2% and 1.0%, respectively.

C: 0,01–0,15 %
Kohlenstoff (C) verbessert die Festigkeit der Titanlegierung vom α+β-Typ noch mehr, während ihre hervorragende Duktilität beibehalten bleibt, und verbessert die Festigkeit in der HAZ nach dem Schweißen merklich, wobei sich die Duktilität nur leicht verschlechtert. Solche Wirkungen durch die Zugabe von C erhöhen die Festigkeit und die Duktilität des Ausgangsmaterials der Titanlegierung und auch die Festigkeit und die Duktilität der HAZ stark.C: 0.01-0.15%
Carbon (C) further improves the strength of the α + β type titanium alloy while maintaining its excellent ductility, and remarkably improves the strength in the HAZ after welding, whereby the ductility deteriorates only slightly. Such effects by the addition of C greatly increase the strength and ductility of the starting material of the titanium alloy as well as the strength and ductility of the HAZ.

Um die Wirkungen von C noch effektiver aufzeigen zu können, muß C in einer Menge innerhalb eines stark eingeschränkten Bereichs von 0,01 – 0,15 % enthalten sein. Ist der C-Gehalt unzureichend, ist die Festigkeit unzureichend. Beträgt der C-Gehalt andererseits mehr als 0,15 %, verschlechtert sich die Kaltreduktion durch eine merkliche Ausfällungshärtung der Karbide wie TiC unter Blockierung des Walzens im Coil. In Anbetracht der Vor- und Nachteile von C betragen die unter Grenze und die obere Grenze des C-Gehalts 0,02 % bzw. 0,12 %.Around To be able to show the effects of C even more effectively, C must in one Quantity within a highly restricted range of 0.01 - 0.15% be included. If the C content is insufficient, the strength is insufficient. is the C content, on the other hand, more than 0.15%, the deteriorates Cold reduction due to noticeable precipitation hardening of carbides such as TiC below Blockage of rolling in the coil. Considering the pros and cons of C are below the limit and the upper limit of the C content 0.02% and 0.12%, respectively.

Wenn in der vorliegenden Erfindung eine kleine Menge O (Sauerstoff) sowie Si und C enthalten ist, kann die Festigkeit noch weiter erhöht werden, da der Sauerstoff die Coilbildung aus der Titanlegierung und deren Duktilität kaum negativ beeinflußt. Daher ist bevorzugt Sauerstoff enthalten. Eine solche Wirkung zeigt Sauerstoff durch die sehr kleine Menge. Um diese Wirkung noch klarer zu veranschaulichen, ist Sauerstoff in einer Menge bevorzugt von etwa 0,07 % oder mehr und stärker bevorzugt etwa 0,1 % oder mehr enthalten. Ist der Sauerstoffgehalt jedoch zu hoch, verschlechtert sich die Kaltverarbeitbarkeit. Außerdem verringert sich durch eine übermäßige Steigerung der Festigkeit auch die Duktilität. Der Sauerstoffgehalt sollte 0,25 % oder weniger und bevorzugt 0,18 % oder weniger betragen.If in the present invention, a small amount of O (oxygen) as well as Si and C is included, the strength can be further increased since the oxygen, the coil formation of the titanium alloy and its ductility hardly negatively affected. Therefore, oxygen is preferably included. Such an effect shows oxygen by the very small amount. To illustrate this effect even more clearly, Preferably, oxygen is in an amount of about 0.07% or more and stronger preferably about 0.1% or more. Is the oxygen content but too high, the cold workability deteriorates. Also reduced by an excessive increase strength and ductility. The oxygen content should be 0.25% or less and preferably 0.18 % or less.

Die Gründe für die obigen Wirkungen und Vorteile in der vorliegenden Erfindung durch eine geeignete Menge an Si, C plus einer solchen Menge an Si, oder ferner einer geeigneten Menge an Sauerstoff in der Titanlegierung vom α+β-Typ als eine Grundlage, sind nicht notwendigerweise klar geworden, aber es können die folgenden Gründe in Betracht gezogen werden.The reasons for the above effects and advantages in the present invention an appropriate amount of Si, C plus such an amount of Si, or and a suitable amount of oxygen in the titanium alloy of the α + β type as a basis, have not necessarily become clear, but it can the following reasons be considered.

Das heißt, der Grund, warum die Festigkeit ohne Verschlechterung der Kaltreduktion verbessert werden kann, kann wie folgt erklärt werden. Obgleich Si zur Beteiligung an der Festigkeit in der β-Phase gelöst wird, ist Si kein Faktor für eine starke Verringerung der Duktilität. Auch wenn Si über seiner Löslichkeitsgrenze enthalten ist, wird Silicid gebildet, so daß die Konzentration an Si in der β-Phase bei nicht mehr als dem vorgegebenen Gehalt gehalten wird. Wird der Si-Gehalt daher in einem Bereich kontrolliert, in dem die Duktilität durch die übermäßige Bildung von Silicid nicht verringert wird, behält die Legierung eine hohe Duktilität und gleichzeitig eine verbesserte Festigkeit.The is called, the reason why the strength without deteriorating the cold reduction can be improved can be explained as follows. Although Si to Participation in the strength is solved in the β-phase, Si is not a factor for one strong reduction in ductility. Even if Si over its solubility limit included silicide is formed so that the concentration of Si in the β-phase is held at no more than the specified salary. Will the Si content is therefore controlled in a range in which the ductility is due the excessive education is not reduced by silicide, the alloy retains a high ductility and at the same time improved strength.

Ist Si in einer geeigneten Menge enthalten, verursacht das in der β-Phase gebildete Silicid, wie oben beschrieben, die Unterdrückung des Phänomens, daß die Körnchen in der HAZ nach dem Schweißen grob werden. Überdies wird Ti durch die Ausfällung von Silicid eingefangen, so daß die β-Phase stabilisiert wird, oder die zurückbehaltene β-Phase durch die Transformations-Unterdrückungswirkung von gelöstem Si grö ßer wird. Es scheint, daß diese Wirkungen auch zur Verbesserung der Schweißbarkeit beitragen.is Containing Si in an appropriate amount causes that formed in the β-phase Silicide, as described above, the suppression of the phenomenon that the granule in the HAZ after welding to become rough. moreover Ti is precipitated of silicide so that the β phase stabilizes or the retained β-phase the transformation suppression effect of solved Si becomes larger. It seems that this Effects also contribute to the improvement of weldability.

Kohlenstoff wird in der α-Phase gelöst, damit es zur Verbesserung der Festigkeit beiträgt, wird jedoch nicht zu einem Faktor zur starken Verringerung der Duktilität der α-Phase. Wenn überdies C über seiner Löslichkeitsgrenze enthalten ist, bildet sich ein Karbid, so daß die Konzentration an C in der α-Phase bei nicht mehr als einem vorbestimmten Gehalt gehalten wird. Daher scheint es, daß, wenn der C-Gehalt in einem Bereich kontrolliert wird, in dem die Duktilität durch einen Überschuß an Karbid nicht verringert wird, die Legierung ihre hohe Duktilität behält und gleichzeitig eine verbesserte Festigkeit aufweist.carbon becomes in the α-phase solved, but it does not contribute to improving the strength Factor for greatly reducing the ductility of the α-phase. If moreover C over its solubility limit is contained, a carbide is formed so that the concentration of C in the α-phase is held at not more than a predetermined salary. Therefore it seems that when the C content is controlled in an area where the ductility by an excess of carbide is not reduced, the alloy retains its high ductility and at the same time has improved strength.

Ferner wird O sowohl in der α-Phase als auch der β-Phase gelöst (die gelöste Menge ist größer in der α-Phase), damit es seine Lösungs-Verfestigungswirkung zeigt. Wird die gelöste Menge in einer der beiden Phasen jedoch zu groß, verringert sich die Duktilität. Daher sollte der Sauerstoffgehalt in einer sehr kleinen Menge, wie oben beschrieben, kontrolliert werden.Further O becomes both in the α-phase as well as the β-phase solved (the solved Amount is larger in α-phase), so that it solves its solution-solidification effect shows. Will the solved However, if too large in one of the two phases, the ductility decreases. Therefore The oxygen content should be in a very small amount, as above described, controlled.

Kleine Mengen anderer Elemente als die obigen können als unvermeidliche Verunreinigungselemente in der Titanlegierung der vorliegenden Erfindung enthalten sein. Sofern sie jedoch die Eigenschaft der Legierung der vorliegenden Erfindung nicht hindern, können diese Elemente vorhanden sein.little one Amounts of elements other than the above can be considered as unavoidable impurity elements in be included in the titanium alloy of the present invention. Provided however, it is the property of the alloy of the present invention can not prevent these elements exist.

Die Titanlegierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung, in der die Elementarbestandteile wie spezifiziert sind, hat eine Basiszusammensetzung, in der die Gehalte an dem isomorphen β-stabilisierenden Element und dem eutektischen β-stabilisierenden Element definiert sind und bevorzugt die Al-Äquivalenz definiert ist. Die Titanlegierung vom α+β-Typ ist eine Legierung, in der eine geeignete Menge an Si in dieser Basiszusammensetzung oder gegebenenfalls eine geeignete Menge an C oder O darin enthalten ist, so daß eine hohe Festigkeit und gleichzeitig eine hervorragende Duktilität, was die Produktion von Coils ermöglicht, und ferner eine hervorragende Schweißbarkeit erhalten werden. Genauer gesagt, hat die Legierung eine 0,2%ige Prüffestigkeit nach dem Glühen im α+β-Temperaturbereich von 813 MPa oder mehr, eine Zugfestigkeit von etwa 882 MPa oder mehr und einen Grenzwert für die Kaltreduktion von 40 % oder mehr.The Titanium alloy of the α + β type of present invention, in which the constituent elements as specified have a basic composition in which the levels of the isomorphic β-stabilizing Element and the eutectic β-stabilizing Element are defined and preferably the Al-equivalence is defined. The Titanium alloy of α + β type an alloy containing an appropriate amount of Si in this base composition or optionally containing an appropriate amount of C or O therein is, so that one high strength and at the same time excellent ductility, what the Production of coils possible, and further excellent weldability can be obtained. More accurate said alloy has a 0.2% strength after annealing in the α + β temperature range of 813 MPa or more, a tensile strength of about 882 MPa or more more and a limit for the cold reduction of 40% or more.

Selbst im Falle von Titanlegierungen vom α+β-Typ, wenn die Legierungen einen Grenzwert für die Kaltreduktion von weniger als 40 % haben, zum Zeitpunkt der kontinuierlichen Verarbeitung der Legierungen zu Coils, wird die Anzahl an wiederholten Kaltwalz-Glühschritten hoch, so daß die Kosten für die aktuelle Situation ungeeignet werden. Überdies kann die umkristallisierte Mikrostruktur nicht ohne weiteres erhalten werden, was zu einem Problem dahingehend führt, daß die Quer- und Längsanisotropie als ein Bandmaterial groß wird. Die Legierung mit einem Grenzwert für die Kaltreduktion von 40 % oder mehr kann jedoch ohne Schwierigkeiten durch ein kontinuierliches Verfahren zu Coils verarbeitet werden. Die Kosten können durch die Verbesserung der Produktivität stark verringert werden.Even in the case of titanium alloys of the α + β type, when the alloys have a Limit for have the cold reduction of less than 40% at the time of continuous processing of alloys into coils, the Number of repeated cold rolling hot steps high, so that the cost for the current situation become unsuitable. Moreover, the recrystallized Microstructure can not be easily obtained, resulting in a Problem leads to that that the Transverse and longitudinal anisotropy as a band material grows up. The alloy with a limit for cold reduction of 40 % or more, however, can be done without difficulty by a continuous Processes are processed into coils. The costs can go through the improvement of productivity be greatly reduced.

Unter Grenzwert der Kaltreduktion hierin ist aus industrieller Sicht ein verringertes Verhältnis einer Banddicke in einem solchen begrenzten Maße zu verstehen, daß nach dem Schritt, in dem ein kleiner Riß erzeugt wird, die Ausbreitung des Risses jedoch bei einem bestimmten Niveau (zum Beispiel etwa 5 mm) stoppt, sich der Riß bis an die Oberfläche des Bandes ausbreitet.Under The limit of cold reduction herein is from an industrial point of view reduced ratio a band thickness to such a limited extent that after the Step where a small crack generates However, the spread of the crack is at a certain level (For example, about 5 mm) stops, the crack up to the surface of the Bandes spreads.

Im übrigen kann in der vorliegenden Erfindung eine hohe Festigkeit gehalten werden und gleichzeitig kann durch die Spezifizierung der Basiszusammensetzung der Titanlegierung vom α+β-Typ und gleichzeitig die Spezifizierung des Si-Gehalts oder des C- oder O-Gehalts, wie oben beschrieben, eine hervorragende Kaltreduktion, die die Herstellung von Coils ermöglicht, sichergestellt werden. Durch weitere Untersuchungen der Voraussetzungen für eine zuverlässigere Sicherstellung der Festigkeit in der HAZ nach dem Schweißen solcher Titanlegierungen ist ermittelt worden, daß die Legierung, in der die Beziehung zwischen der 0,2%igen Prüffestigkeit (YS) und der Dehnung (EL) der folgenden Ungleichung (2) genügt, ein gutes Festigkeits-Dehnungs-Gleichgewicht in der HAZ nach dem Schweißen und stabil eine hohe Schweißbarkeit zeigt. Diese Tatsache wird in bezug auf 1 in den später beschriebenen Beispielen, ausführlicher beschrieben. 6,9 × (YS – 835) + 245 × (EL – 8,2) ≥ 0 [2] Incidentally, high strength can be maintained in the present invention, and at the same time, by specifying the basic composition of the α + β type titanium alloy and at the same time specifying the Si content or the C or O content as described above excellent cold reduction, which allows the production of coils to be ensured. Further investigation of the conditions for more reliably ensuring the strength in the HAZ after welding such titanium alloys has revealed that the alloy in which the relationship between the 0.2% proof strength (YS) and the elongation (EL) of the following Inequality (2) satisfies a good strength-elongation balance in the HAZ after welding and stably exhibits high weldability. This fact is related to 1 in the examples described later, described in more detail. 6.9 × (YS-835) + 245 × (EL-8.2) ≥ 0 [2]

Folgendes wird ein effizientes und kontinuierliches Walzverfahren im Coil zur Herstellung der Titanlegierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung beschreiben.following becomes an efficient and continuous rolling process in the coil for producing the α + β type titanium alloy of the present invention describe.

Beim Walzen im Coil der oben genannten Titanlegierung wird ein Band der Titanlegierung bei der Temperatur (T), die der Ungleichung [1] unten genügt, geglüht und dann im Coil gewalzt, um Coils effizient und kontinuierlich herzustellen. Ferner wird beim Walzen im Coil der Druck bevorzugt in einem Bereich von 49–392 MPa und ein Walzverhältnis von 20 % oder mehr eingestellt. Wird das Walzen im Coil mehrere Male auf eine Weise durchgeführt, daß ein Glühschritt in einem α+β-Temperaturbereich dazwischen durchgeführt wird, kann die Gesamtwalzreduktion je nach Bedarf erhöht werden. Selbst eine dünne Platte kann ohne weiteres erhalten werden. β-Übergang – 270 °C) ≤ T ≤ (β-Übergang – 50°C) [1] When rolling in the coil of the above-mentioned titanium alloy, a strip of the titanium alloy is annealed at the temperature (T) satisfying the inequality [1] below and then coiled to produce coils efficiently and continuously. Further, in the coil rolling, the pressure is preferably set in a range of 49-392 MPa and a rolling ratio of 20% or more. When the rolling in the coil is performed several times in such a manner that an annealing step is performed in an α + β temperature range therebetween, the total rolling reduction can be increased as required. Even a thin plate can be easily obtained. β-transition - 270 ° C) ≤ T ≤ (β-transition - 50 ° C) [1]

Die Wärmebehandlungsbedingungen sind für die leichte Durchführung des Walzens im Coil sehr wichtige Voraussetzungen.The Heat treatment conditions are for easy implementation rolling in coil very important requirements.

Das heißt, das Kriterium der Mikrostruktur, die die mechanischen Eigenschaften der Titanlegierungen kontrolliert, ist ein Phasendiagramm, wie in 2 gezeigt. (Seine vertikale Achse zeigt die Temperatur und seine horizontale Achse zeigt die Menge an β-stabilisierenden Elementen.) Wenn der enthaltene Prozentsatz an β-stabilisierenden Elementen in der Titanlegierung steigt, fällt der β-Übergang in Form einer Parabel. Daher variiert zum Zeitpunkt der Wärmebehandlung der Titanlegierungen deren Mikrostruktur in Abhängigkeit, ob die Enwärmungstemperatur auf eine höhere Temperatur als der β-Übergang der jeweiligen Legierungen oder eine niedrigere Temperatur als diese eingestellt wurde, deutlich.That is, the criterion of the microstructure that controls the mechanical properties of the titanium alloys is a phase diagram, as in 2 shown. (Its vertical axis shows the temperature and its horizontal axis shows the amount of β-stabilizing elements.) As the included percentage of β-stabilizing elements in the titanium alloy increases, the β-transition falls in the form of a parabola. Therefore, at the time of heat treatment of the titanium alloys, their microstructure varies depending on whether the heating temperature has been set to a higher temperature than the β-junction of the respective alloys or a lower temperature thereof.

Die Erfinder legten das Augenmerk auf den β-Übergang der Titanlegierungen und die Veränderung ihrer Mikrostruktur durch die Wärmebehandlungstemperatur, und zogen unter Berücksichtigung der Legierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung in betracht, daß eine Mikrostruktur, die für das Kaltwalzen geeignet ist, durch die Festlegung geeigneter Wärmebehandlungsbedingungen erhalten werden könnte. Daher haben die Erfinder aufgrund unterschiedlicher Standpunkte geforscht. Im Ergebnis dessen ist herausgefunden worden, daß, wenn das Titanlegierungsband mit der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung dem Glühen bei einer Temperatur (T), die der folgenden Ungleichung [1] genügt, unterzogen wird, deren Mikrostruktur zu einer Mikrostruktur gemacht werden kann, die α-Phase + metastabile β-Phase oder orthorhombisches Martensit (α'') umfaßt und eine sehr hohe Duktilität hat, so daß das Walzen im Coil ohne weiteres durchgeführt werden kann. (β-Übergang – 270 °C) ≤ T ≤ (β-Übergang – 50 °C) [1] The inventors focused on the β-transition of the titanium alloys and the change of their microstructure by the heat treatment temperature, and considering the α + β-type alloy of the present invention, consider that a microstructure suitable for cold rolling is considered. could be obtained by establishing suitable heat treatment conditions. Therefore, the inventors have researched because of different points of view. As a result, it has been found that when the titanium alloy ribbon having the composition according to the present invention is subjected to annealing at a temperature (T) satisfying the following inequality [1] whose microstructure can be made into a microstructure α-phase + metastable β-phase or orthorhombic martensite (α ") and has a very high ductility, so that the rolling in the coil can be easily carried out. (β-transition - 270 ° C) ≤ T ≤ (β-transition - 50 ° C) [1]

Wie zum Beispiel in „METALLURGICAL TRANSACTIONS A, BAND 10A, JANUAR 1979, S. 132–134" beschrieben, kann der β-Übergang von Ti-Legierungen, die Ziele des Walzens im Coil sind, beispielsweise aus der folgenden Gleichung [3] erhalten werden, die als eine Rechengleichung für den β-Übergang, erhalten aus den Mengen an Legierungselementen in den Titanlegierungen, allgemein bekannt ist: β-Übergang = 872 + 23,4 × Al% – 7,7 × Mo% – 12,4 × V% – 14,3 × Cr% – 8,4 × Fe% [3] For example, as described in "METALLURGICAL TRANSACTIONS A, BAND 10A, JANUARY 1979, pp. 132-134," the β-transition of Ti alloys that are targets of coil rolling can be obtained from the following equation [3] which is generally known as a calculation equation for the β-transition obtained from the amounts of alloying elements in the titanium alloys: β-transition = 872 + 23.4 × Al% - 7.7 × Mo% - 12.4 × V% - 14.3 × Cr% - 8.4 × Fe% [3]

Unter bezug auf das Phasendiagramm aus 3 werden Gründe für die Festlegung der Glühtemperaturbedingungen, für die der β-Übergang ein Index ist, im folgenden verdeutlicht.Referring to the phase diagram 3 Reasons for determining the annealing temperature conditions for which the β-junction is an index will be clarified below.

In Verbindung mit 3 ermittelten die Erfinder das Folgende im Falle des Glühens einer Titanlegierung A vom α+β-Typ. Wenn die Glühtemperatur (T) innerhalb des Bereiches „(β-Übergang – 270 °C ) – (β-Übergang – 50 °C)" festgelegt wird, wird die erhaltene Mikrostruktur eine Struktur sein, die primäre α-Phase + metastabile β-Phase oder orthorhombisches Martensit (α'') umfaßt und eine sehr hohe Duktilität hat, so daß sie hervorragend zu verarbeiten ist, was ein zufriedenstellendes Kaltwalzen ermöglicht. Andererseits wird die Mikrostruktur der Legierung in einem niedrigen Temperaturbereich, in dem die Glühtemperatur (T) (β-Übergang – 270 °C) nicht erreicht, eine ausgehärtete Mikrostruktur, in der die α-Phase schließlich in der β-Matrix ausfällt. Daher wird ihre Duktilität schlecht, so daß sich ihre Verarbeitbarkeit enorm verschlechtert. Im Gegensatz dazu wird in einem Temperaturbereich, in dem die Glühtemperatur (T) von (β-Übergang – 50 °C) bis zum β-Übergang reicht, Martensit (α') mit einer geringen Duktilität in der metallischen Mikrostruktur nach dem Glühen und Abkühlen erzeugt, so daß auch keine gute Verarbeitbarkeit erhalten werden kann. Wenn das Glühen bei einer höheren Temperatur als dem β-Übergang durchgeführt wird, werden β-Körnchen grob, so daß die Kaltverarbeitbarkeit unvorteilhaft sinkt.Combined with 3 The inventors found the following in the case of annealing an α + β type titanium alloy A. If the annealing temperature (T) is set within the range "(β-transition - 270 ° C) - (β-transition - 50 ° C)", the resulting microstructure will be a structure containing the primary α-phase + metastable β- On the other hand, the microstructure of the alloy in a low temperature range, in which the annealing temperature (T) (T) (or (n)) has a very high ductility, so that it is excellent to process, which allows a satisfactory cold rolling. β-transition - 270 ° C) is not reached, a hardened microstructure in which the α-phase finally precipitates in the β-matrix, therefore, its ductility becomes poor, so that its processability deteriorates enormously, in contrast, in a temperature range in which the annealing temperature (T) ranges from (β-transition - 50 ° C) to the β-transition, martensite (α ') with a low ductility in the metallic microstructure after annealing and cooling, so that no good processability can be obtained. When the annealing is carried out at a higher temperature than the β-transition, β-granules become coarse, so that the cold workability disadvantageously lowers.

Basierend auf der oben genannten Erkenntnis ist ein erstes Merkmal des Walzverfahrens im Coil der vorliegenden Erfindung, daß die Legierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung so gebildet wird, daß sie eine Mikrostruktur mit hoher Duktilität aufweist, umfassend primäre α-Phase + metastabile β-Phase oder orthorhombisches Martensit (α'') durch Glühen der Legierung in einem Temperaturbereich von „(β-Übergang – 270 °C) – (β-Übergang – 50 °C)", so daß das Walzen der Legierung im Coil leichter wird. Die Zeit, die für das Glühen in dem Temperaturbereich notwenig ist, ist nicht besonders eingeschränkt. Zur Verarbeitung des gesamten Titanlegierungsbandes zu dieser Mikrostruktur beträgt jedoch die Zeit bevorzugt 3 Minuten oder mehr, und stärker bevorzugt etwa 1 Stunde oder mehr.Based on the above finding, a first feature of the coil rolling method of the present invention is that the α + β type alloy of the present invention is formed to be has a high ductility microstructure comprising primary α-phase + metastable β-phase or orthorhombic martensite (α ") by annealing the alloy in a temperature range of" (β-transition - 270 ° C) - (β-transition - 50) The time required for annealing in the temperature range is not particularly limited, however, for processing the entire titanium alloy ribbon into this microstructure, the time is preferably 3 minutes or more, and more preferably about 1 hour or more.

Die Bedingungen zur Durchführung des Walzens im Coil nach dem geeigneten Glühen, wie oben beschrieben, sind nicht besonders eingeschränkt. In Anbetracht speziell bevorzugter Bedingungen beträgt der Druck jedoch 49–392 MPa und die Walzreduktion 20 % oder mehr.The Conditions for implementation rolling in the coil after the appropriate annealing, as described above, are not particularly limited. In view of specially preferred conditions, the pressure is however 49-392 MPa and the rolling reduction 20% or more.

Beim Walzen im Coil wird nämlich ein Druck auf das Material, das in seine Walzrichtungen gewalzt werden soll, um die Walzeffizienz zu erhöhen, ausgeübt, und beim Walzen im Coil der oben genannten Titanlegierung vom α+β-Typ ist es effektiv, wenn der Walzdruck in einem geeigneten Bereich kontrolliert wird. Die Walz-Zugfestigkeit hierin kennzeichnet einen Wert, erhalten durch das Teilen des Drucks zum Zeitpunkt des Walzens durch die Schnittfläche des Titanlegierungsbandes, und wird durch einen Wickelteller für Coils, der vor und hinter einer Walze angeordnet ist, erzeugt. Das heißt, bei einer Änderung des Walzdrucks kann sich demgemäß auch die Spannung zum Aufwickeln von Coils während des Walzens und nach dem Walzen ändern.At the Rolling in the coil is namely a pressure on the material, which are rolled in its rolling directions is to exercise, in order to increase the rolling efficiency, and when rolling in the coil The above-mentioned α + β type titanium alloy is effective when the Rolling pressure is controlled in a suitable area. The rolling tensile strength herein denotes a value obtained by dividing the pressure at the time of rolling through the sectional area of the titanium alloy strip, and is replaced by a winding plate for coils, in front and behind a roller is arranged. That is, in case of a change the rolling pressure can also be the voltage for winding coils during of rolling and after rolling change.

Die Titanlegierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung hat eine höhere Festigkeit und einen geringeren Elastizitätsmodul als reines Titan, so daß wahrscheinlich ein Rückfedern auftreten wird. Wenn daher die Walzzugfestigkeit niedrig ist, wird die Wicklung der Coils locker, wodurch die Produktionseffizienz verringert wird und zwischen den Schichten des Bandes durch die lockere Wicklung leicht Kratzer entstehen. So wird wahrscheinlich auch die Produktausbeute geringer. Aus diesem Grund wird der Walzdruck auf 49 MPa oder mehr und bevorzugt 98 MPa oder mehr eingestellt.The Titanium alloy of the α + β type of present invention has a higher strength and a lower modulus of elasticity as pure titanium, so that probably a springback will occur. Therefore, when the rolling tensile strength is low, the winding of the coils loose, reducing the production efficiency is reduced and between the layers of the tape through the loose winding easily causes scratches. It will probably be also the product yield is lower. For this reason, the rolling pressure set to 49 MPa or more, and preferably 98 MPa or more.

Im übrigen ist in der oben genannten Titanlegierung vom α+β-Typ mit einer höheren Festigkeit als reines Titan und einer äquiaxialen Mikrostruktur insbesondere die Bruchsicherheit gering, so daß leicht eine Rißausbreitung auftritt. Daher besteht die Gefahr, daß zu Beginn durch einen kleinen Kantenriß, der beim Walzen entsteht, Coilfehler entstehen. Um daher die Vermehrung der Kantenrisse und deren Ausbreitung nicht weiter zu fördern, wird der Walzdruck auf 392 MPa oder weniger und bevorzugt 343 MPa oder weniger eingestellt.Otherwise it is in the above-mentioned α + β-type titanium alloy having higher strength as pure titanium and an equiaxial one Microstructure in particular the resistance to breakage low, so that easy a crack propagation occurs. Therefore, there is a risk that at the beginning by a small edge crack, which arises during rolling, coil faults occur. Therefore, the propagation the edge cracks and their spread does not promote further the rolling pressure to 392 MPa or less, and preferably 343 MPa or less set.

Die Walzreduktion wird auf etwa 20 % oder mehr und bevorzugt etwa 30 % oder mehr eingestellt. Das liegt daran, daß eine Walzreduktion von weniger als 20 % zur Verbesserung der Produktivität nachteilig ist und den Erhalt einer für die Verarbeitung der Legierung zu einer äquiaxialen Mikrostruktur im Glühschritt nach dem Walzen notwendigen und ausreichenden plastischen Verformung unmöglich macht. Wenn die Legierung nicht zu einer äquiaxialen Mikrostruktur verarbeitet wird, sinkt das Festigkeits-Duktilitäts-Gleichgewicht. Ein solcher Fall ist daher für die Materialeigenschaft der Legierung ungünstig. Der obere Grenzwert für die Walzreduktion variiert gemäß der unterschiedlichen Eigenschaften bestimmter Legierungen. Der obere Grenzwert wird auf etwa 80 % oder weniger und bevorzugt etwa 70 % oder weniger eingestellt, um die Erhöhung der Fließspannung durch Verfestigung und die Ausbreitung der Kantenrisse zu verhindern.The Roll reduction is set to about 20% or more and preferably about 30 % or more is set. This is because a rolling reduction of less than 20% is detrimental to improving productivity and preserving one for the processing of the alloy to an equiaxial microstructure in the annealing after rolling necessary and sufficient plastic deformation impossible power. If the alloy does not process into an equiaxial microstructure becomes, the strength-ductility balance decreases. Such a case is therefore for the material property of the alloy unfavorable. The upper limit for the Roll reduction varies according to the different Properties of certain alloys. The upper limit is set to about 80% or less and preferably about 70% or less, around the increase the yield stress by solidification and to prevent the spread of the edge cracks.

Bei dem oben erwähnten Walzen im Coil kann die Legierung im Falle von etwas Walzreduktion mit nur einem Walzschritt im Coil nach dem Glühen bis auf eine Zieldicke gewalzt werden. Wird die Walzreduktion für einen Walzschritt übermäßig erhöht, entstehen Probleme wie beispielsweise die Erhöhung der Fließspannung durch Verfestigung und die Ausbreitung der Kantenrisse. Im allgemeinen wird das Walzen im Coil im Walzverfahren schrittweise so durchgeführt, daß mehrere Glühschritte zwischen dem Walzverfahren liegen. Um das Festigkeits-Duktilitäts-Gleichgewicht zu erhöhen, wird die Titanlegierung vom α+β-Typ effektiverweise zu einer feinen äquiaxialen Mikrostruktur verarbeitet. Um die äquiaxiale Mikrostruktur effektiv in die Praxis umzusetzen, wird der Walzschritt unter den oben genannten geeigneten Bedingungen bevorzugt mehrere Male auf eine Weise durchgeführt, daß ein Glühschritt in dem α+β-Temperaturbereich dazwischen liegt, dann das Walzen einmal bei einer hohen Walzreduktion und dann das Glühen durchgeführt wird.at the above mentioned Rolling in the coil can change the alloy in case of some rolling reduction with only one rolling step in the coil after annealing to a target thickness to be rolled. If the rolling reduction for a rolling step is excessively increased, the result Problems such as increasing the yield stress by Solidification and spread of edge cracks. In general Rolling in the coil in the rolling process is gradually carried out so that several annealing steps lie between the rolling process. To the strength-ductility balance to increase, For example, the α + β type titanium alloy becomes effective to a fine equiaxial Microstructure processed. To the equiaxial microstructure effectively In practice, the rolling step will be among the above suitable conditions are preferably carried out several times in a manner that an annealing step in the α + β temperature range in between, then rolling once at a high rolling reduction and then the glow carried out becomes.

Folgendes wird ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Bandes, das für die Legierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung geeignet ist, beschreiben.following is a method for producing a cold-rolled strip, the for the Α + β-type alloy of present invention.

Die Erfinder haben erfolgreich die Dehnung insbesondere in Querrichtung (Richtung senkrecht zur Kaltwalzrichtung im Coil) verbessert, mit der auch die Duktilität im Kaltwalzschritt im Coil stark verringert und die Verformbarkeit erhöht wird, während durch die Auswahl solch einer Glühbedingung eine hohe Festigkeit aufrechterhalten bleibt. Das Strukturmerkmal der vorliegenden Erfindung und seine Wirkung und sein Vorteil werden hierin nachstehend beschrieben, gefolgt von Details über die Experimente.The inventors have successfully improved the elongation particularly in the transverse direction (direction perpendicular to the cold rolling direction in the coil), which also greatly reduces the ductility in the cold rolling step in the coil and increases the ductility, while by selecting such an annealing condition, a high strength is maintained. The structural feature of the present invention and its effect and advantage will be described hereinafter, followed by details of the experiments.

Die Erfinder untersuchten gespannt die Titanlegierung vom α+β-Typ, die das Kaltwalzen im Coil ermöglicht, gemäß der vorliegenden Erfindung, um den Einfluß auf die Duktilität und die Festigkeit in Längsrichtung (identisch zur Walzrichtung im Coil) und die Querrichtung durch Glühbedingungen nach dem Kaltwalzen im Coil zu verdeutlichen.The The inventors eagerly examined the α + β type titanium alloy, which allows cold rolling in the coil, according to the present Invention to influence the ductility and the strength in the longitudinal direction (identical to the rolling direction in the coil) and the transverse direction through annealing after cold rolling in the coil to clarify.

Im Ergebnis wurde ermittelt, daß, wie in den anhängenden 4 und 5 gezeigt, die Prüffestigkeit und Zugfestigkeit durch die Glühtemperatur nicht sehr stark beein flußt werden, insbesondere im Hinblick auf die Querdehnung (entlang der Querrichtung wird ein Abfall der Duktilität durch das Kaltwalzen im Coil zu einem ernsten Problem), jedoch eine spezielle Tendenz im Zusammenhang mit der Glühtemperatur erkennbar ist. Kurz gesagt, ist die Querdehnung in dem oben genannten Legierungssystem bei einer gewissen Glühtemperatur (etwa 850°C in 4 und etwa 800°C in 5) ein minimaler Wert. Die Querdehnung neigt dazu, in allen Glühtemperaturbereichen über und unter die oben genannte Temperatur zu steigen oder zu fallen.As a result, it was found that, as in the attached 4 and 5 The test rigidity and tensile strength are not very much influenced by the annealing temperature, particularly with respect to the transverse strain (along the transverse direction, a drop in ductility due to cold rolling in the coil becomes a serious problem), but a special tendency in connection with FIG Annealing temperature is recognizable. In short, the transverse strain in the above alloy system is at a certain annealing temperature (about 850 ° C in FIG 4 and about 800 ° C in 5 ) a minimum value. The transverse strain tends to increase or decrease in all annealing temperature ranges above and below the above temperature.

Die Erfinder suchten ferner nach einem Grund für die oben genannte spezielle Tendenz, um die folgende Tatsache zu verdeutlichen.The Inventors also searched for a reason for the above-mentioned specific Tendency to clarify the following fact.

Im allgemeinen wird das Glühen nach dem Walzen im Coil zum Entlasten der Kaltverfestigung, erzeugt durch das Kaltwalzen im Coil durch Umkristallisation, basierend auf der Erwärmung und Rückgewinnung der Querduktilität, die hauptsächlich durch das Kaltwalzen verringert wird, durchgeführt. Es ist zu beachten, daß die Duktilitätsverbesserungswirkung durch Umkristallisation bei einer höheren Glühtemperatur weiter verbessert wird.in the Generally, the glow will be after rolling in the coil to relieve strain hardening generated by cold rolling in the coil by recrystallization based on the warming and recovery the transverse ductility, the main ones is reduced by the cold rolling carried out. It should be noted that the ductility improving effect further improved by recrystallization at a higher annealing temperature becomes.

Die abwechselnd lange und kurze Strichlinie in 6 zeigt begrifflich die Beziehung zwischen der Glühtemperatur und der Duktilität, die allgemein zu erkennen ist. Im Niedrigtemperaturbereich, in dem die Glühtemperatur nach dem Kaltwalzen etwa 600°C oder weniger beträgt, ist die Verbesserungswirkung der Querduktilität nur schwer zu erkennen. Wird die Glühtemperatur auf etwa 700°C oder mehr erhöht, erholt sich die Duktilität in einem gewissen Ausmaß. Wenn die Glühtemperatur danach steigt, hält die Erholung der Duktilität weiter an. Wird die Glühtemperatur nicht auf weniger als den β-Übergang (Tβ) angehoben, findet eine vollständige Umkristallisierung statt, so daß die Anisotropie abbricht. So scheint es, als ob die Duktilität merklich verbessert wurde.The alternating long and short dash line in 6 shows conceptually the relationship between the annealing temperature and the ductility, which is generally recognized. In the low-temperature region in which the annealing temperature after cold rolling is about 600 ° C or less, the effect of improving the transverse ductility is hard to detect. When the annealing temperature is increased to about 700 ° C or more, the ductility recovers to some extent. As the annealing temperature increases thereafter, the recovery of ductility continues. If the annealing temperature is not raised to less than the β-transition (Tβ), complete recrystallization takes place so that the anisotropy stops. So it seems as if the ductility was noticeably improved.

In Anbetracht der Titanlegierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung erläuterten die Erfinder jedoch die Beziehung zwischen der Glühtemperatur und der Dehnung nach dem Kaltwalzen im Coil. Im Ergebnis wurde folgendes ermittelt. Wie durch die durchgezogenen Linien A und B in 6 gezeigt, werden in einem Bereich der Glühtemperatur von etwa 800°C oder weniger sowohl die Längsdehnung (durchgezogene Linie A) als auch die Querdehnung (durchgezogene Linie B) durch die Entwicklung der Dislokationsregenerierung, wenn die Temperatur steigt, verbessert. Diese Tatsache stimmt mit der Erkenntnis des Standes der Technik überein. Wird die Glühtemperatur auf mehr als 800°C angehoben, fällt die Dehnung abrupt ab. Wird die Glühtemperatur danach weiter angehoben, steigt die Dehnung wieder abrupt. Eine solch spezielle Tendenz wird aufgezeigt. Es wurde ermittelt, daß eine solch spezielle Tendenz im Falle der Titanlegierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung besonders deutlich wird.However, in view of the α + β type titanium alloy of the present invention, the inventors explained the relationship between the annealing temperature and the elongation after cold rolling in the coil. As a result, the following was determined. As indicated by the solid lines A and B in FIG 6 As shown, in a range of the annealing temperature of about 800 ° C or less, both the longitudinal strain (solid line A) and the transverse strain (solid line B) are improved by the development of dislocation regeneration as the temperature rises. This fact is consistent with the knowledge of the prior art. If the annealing temperature is raised to more than 800 ° C, the elongation drops abruptly. If the annealing temperature is then raised further, the strain increases again abruptly. Such a special tendency is shown. It has been found that such a special tendency is particularly evident in the case of the α + β type titanium alloy of the present invention.

Diese Tendenz kann auf der Grundlage eines Phasendiagramms der Titanlegierung vom α+β-Typ, wie in 7 gezeigt, und der Veränderung der Mikrostruktur der Titanlegierung erklärt werden. Das heißt, 7 ist ein Diagramm, das die Beziehung der Duktilität der umgewandelten β-Phase (d. h., der α-Phase) in der Titanlegierung im Lichte des Phasendiagramms der Titanlegierung vom α+β-Typ zeigt. Die α-Phase, in der die Menge der β-stabilisierenden Elemente relativ klein ist, hat eine hexagonale Struktur, die eine ziemlich ausgezeichnete Duktilität aufweist. Wenn andererseits die Menge an β-stabilisierenden Elementen steigt, werden spröde, hexagonale Kristalle in einem gewissen Ausmaß als Grenzwert erzeugt, so daß die Duktilität abrupt fällt. Wenn die Menge an β-stabilisierenden Elementen danach weiter steigt, bildet sich ein orthorhombischer Kristall mit einer relativ hohen Duktilität. Im Ergebnis fällt ihre Fließspannung und Zugfestigkeit, ihre Duktilität wird wahrscheinlich jedoch wieder steigen. Alles in allem variiert die Duktilität der Titanlegierung vom α+β-Typ in Abhängigkeit der unterschiedlichen Kristallstrukturen, die aus der Änderung der Menge an β-stabilisierenden Elementen resultiert, beträchtlich. Es ist wichtig, die Entstehung spröder hexagonaler Kristalle, die sich kurz vor der Entstehung des orthorhombischen Kristalls bilden, durch die Kontrolle der Legierungzusammensetzung zu verhindern.This tendency can be estimated on the basis of a phase diagram of the α + β type titanium alloy as shown in FIG 7 shown, and the change in the microstructure of the titanium alloy can be explained. This means, 7 Fig. 15 is a graph showing the relationship of the ductility of the converted β-phase (ie, α-phase) in the titanium alloy in the light of the phase diagram of the α + β-type titanium alloy. The α-phase, in which the amount of β-stabilizing elements is relatively small, has a hexagonal structure, which has a fairly excellent ductility. On the other hand, when the amount of β-stabilizing elements increases, brittle hexagonal crystals are generated to some extent as a limit, so that the ductility drops abruptly. Thereafter, as the amount of β-stabilizing elements further increases, an orthorhombic crystal having a relatively high ductility is formed. As a result, their yield stress and tensile strength drop, but their ductility is likely to increase again. All in all, the ductility of the α + β-type titanium alloy varies considerably depending on the different crystal structures resulting from the change in the amount of β-stabilizing elements. It is important to prevent the formation of brittle hexagonal crystals that form near the formation of the orthorhombic crystal by controlling the alloy composition.

Aus der in den 6 und 7 gezeigten Tendenz ist ersichtlich, daß die Duktilität der Titanlegierung vom α+β-Typ nach dem Kaltwalzen im Coil durch die Glühtemperatur zur Umkristallisation zum Entlasten der Kaltverfestigung nicht leicht zu bestim men ist. Die Duktilität wird auch durch die Kristallstruktur der Titanlegierung deutlich beeinflußt. Im Ergebnis einer synergetischen Wirkung dieser ist folgendes zu berücksichtigen. Selbst für den Fall, daß die Glühtemperatur zur Umkristallisation, wie in 6 gezeigt, angehoben wird, wenn sich die umgewandelte β-Phase hauptsächlich in einen spröden hexagonalen Kristall umwandelt, fällt ihre Duktilität abrupt. Nach der Umwandlung der spröden hexagonalen Kristallstruktur in eine duktile orthorhombische Struktur mit einer hohen Duktilität, erholt sich die Duktilität der Legierung wieder abrupt durch die Entwicklung von Umkristallisation, basierend auf dem Glühen.From the into the 6 and 7 It can be seen that the ductility of the α + β type titanium alloy after cold rolling in the coil is not easily determinable by the recrystallization annealing temperature for relieving strain hardening. The ductility is also significantly influenced by the crystal structure of the titanium alloy. As a result of a synergetic effect of these, the following should be considered. Even in the case that the annealing temperature for recrystallization, as in 6 is raised, when the converted β phase converts mainly to a brittle hexagonal crystal, its ductility drops abruptly. After the transformation of the brittle hexagonal crystal structure into a ductile orthorhombic structure having a high ductility, the ductility of the alloy recovers abruptly by the development of recrystallization based on annealing.

Wie oben beschrieben, basiert die vorliegende Erfindung auf dem Nachweis der Tatsache, daß die Duktilität der Titanlegierung vom α+β-Typ nach dem Kaltwalzen im Coil durch die Glühtemperatur für die Umkristallisation zum Entlasten der Kaltverfestigung nicht leicht zu bestimmen ist und die Duktilität auch durch die Kristallstruktur der Titanlegierung merklich beeinflußt wird. Kurz gesagt, ist das Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß, wenn die Kaltverfestigung durch das Glühen der im Coil kaltgewalzten Titanlegierung vom α+β-Typ zur Erhöhung der Duktilität entlastet wird, die Glühtemperatur so kontrolliert wird, daß ein Temperaturbereich, der zur Erzeugung einer spröden Phase, basierend auf der Entstehung des spröden hexagonalen Kristalls, führt, so gut wie möglich vermieden wird, wodurch die Dehnung zum Erhalt einer hervorragenden Verformbarkeit sicher erhöht werden kann.As As described above, the present invention is based on detection the fact that the ductility of the titanium alloy α + β type the cold rolling in the coil by the annealing temperature for the recrystallization to relieve the strain hardening is not easy to determine and the ductility is also significantly affected by the crystal structure of the titanium alloy. In short, the feature of the present invention is that when the work hardening by the annealing of the cold rolled in the coil Titanium alloy of α + β type to increase the ductility is relieved, the annealing temperature is controlled so that a Temperature range used to produce a brittle phase based on the Emergence of the brittle hexagonal crystal, leads, as much as possible is avoided, causing the strain to obtain an excellent Deformability certainly increased can be.

Zu diesem Zeitpunkt verändert sich, wie im Bereich X in 7 gezeigt, selbst in dem Bereich, in dem die Legierungszusammensetzung der β-Phase die Entstehung eines spröden hexagonalen Kristalls beim Erwärmen für das Glühen verursacht, wenn unter der Temperatur, die nicht zur Entstehung des spröden hexagonalen Kristalls führt, das Material langsam abgekühlt wird (beispielsweise Kühlen im Ofen), die Veränderung der Mikrostruktur der Titanlegierung zusammen mit dem β-Übergang (Tβ), wodurch die Entstehung des spröden hexagonalen Kristalls unterdrückt wird. Wenn dieser Temperaturbereich vermieden wird und das übliche Kühlen (zum Beispiel Luftkühlen) durchgeführt wird, kann ein geglühtes Hochleistungsmaterial erhalten werden.At this point in time changes, as in area X in 7 even in the range where the β-phase alloy composition causes the formation of a brittle hexagonal crystal upon heating for annealing, when the material is slowly cooled (for example, under the temperature which does not result in the formation of the brittle hexagonal crystal) Cooling in the furnace), the change of the microstructure of the titanium alloy together with the β-transition (Tβ), whereby the formation of the brittle hexagonal crystal is suppressed. When this temperature range is avoided and the usual cooling (for example, air-cooling) is performed, a high-performance annealed material can be obtained.

Daher hat die Titanlegierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung, erhalten durch die Vermeidung des Spröde-Bereiches, die wie oben beschrieben geglüht wurde, eine Zugfestigkeit von 900 MPa oder mehr und ferner eine Dehnung von 4 % oder mehr und zeigt Anisotropie, das heißt, (Längsdehnung)/(Querdehnung) von etwa 0,4–1,0 durch eine enorme Erholung der Querdehnung. So kann ein geglühtes Material mit hervorragender Verformbarkeit in Längs- und Querrichtung erhalten werden.Therefore has the α + β type titanium alloy of present invention obtained by avoiding the brittle region, which annealed as described above has a tensile strength of 900 MPa or more and further a Elongation of 4% or more and shows anisotropy, that is, (longitudinal strain) / (transverse strain) of about 0.4-1.0 through a tremendous recovery of the transverse strain. So can an annealed material obtained with excellent deformability in the longitudinal and transverse directions become.

Im übrigen zeigt 7 die Beziehung zwischen der Glühtemperatur und der Dehnung zum Zeitpunkt des Glühens eines kaltgewalzten Bandes, umfassend zum Beispiel eine Titanlegierung vom α+β-Typ aus Ti-4,5%Al-2%Mo-1,6%V-0,5%Fe. Wie in 7 gezeigt, erscheint der spröde hexagonale Kristall bei etwa 850°C. Wenn daher die im Coil kaltgewalzte Titanlegierung mit dieser Zusammensetzung geglüht wird, muß die Glühtemperatur außerhalb der Temperatur, die zu dem spröden hexagonalen Kristall führt, bevorzugt in einem Temperaturbereich von 760 – 825°C oder 875°C – Tβ kontrolliert werden.Otherwise shows 7 the relationship between the annealing temperature and the elongation at the time of annealing a cold-rolled strip comprising, for example, an α + β-type titanium alloy of Ti-4.5% Al-2% Mo-1.6% V-0.5% Fe. As in 7 As shown, the brittle hexagonal crystal appears at about 850 ° C. Therefore, when the coil-rolled titanium alloy having this composition is annealed, the annealing temperature outside the temperature leading to the brittle hexagonal crystal must preferably be controlled in a temperature range of 760-825 ° C or 875 ° C-Tβ.

Selbst in denselben Titanlegierungen vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung variiert deren Temperaturbereich, der zur Erzeugung eines spröden hexagonalen Kristalls führt, in Abhängigkeit ihrer Zusammensetzungen. Während der Durchführung der vorliegenden Erfindung sollte dieser Temperaturbereich gemäß der Zusammensetzung der verwendeten Titanlegierung bevorzugt vorher sichergestellt und dann die Glühtemperatur in diesem Temperaturbereich kontrolliert werden. So kann sicher ein geglühtes Material mit hoher Festigkeit und einer verbesserten Querdehnung erhalten werden.Even in the same α + β type titanium alloys of the present invention varies their temperature range, which produces a brittle hexagonal Crystal leads, dependent on their compositions. While the implementation According to the present invention, this temperature range should be in accordance with the composition the titanium alloy used preferably previously ensured and then the annealing temperature be controlled in this temperature range. That's for sure an annealed one High strength material with improved transverse stretch to be obtained.

Zu diesem Zeitpunkt muß das Glühen bei der oben genannten hohen Walzreduktion für eine Art kaltgewalztes Produkt durchgeführt werden. In diesem Fall wird jedoch Weichglühen, einmal oder mehrere Male, mittels Walzen durchgeführt. Daher wird die Titanlegierung während der Entlastung der Kaltverfestigung in irgendeine Dicke kaltgewalzt. In jedem Fall hat die Titanlegierung der vorliegenden Erfindung eine höhere Dehnung als herkömmliche Titanlegierungen vom α+β-Typ, so daß sie ohne das oben genannte Paketwalzen im Coil gewalzt werden kann. Die Legierung behält eine hohe Festigkeit und zeigt gleichzeitig eine hervorragende Verformbarkeit durch anschließendes Glühen.To this time must glow at the above high rolling reduction for one kind of cold rolled product carried out become. In this case, however, soft annealing, once or more times, by means of Rolling performed. Therefore, the titanium alloy becomes during cold work hardened to any thickness. In any case, the titanium alloy of the present invention a higher one Elongation than conventional Titanium alloys of α + β type, so that she can be rolled without the above packet rolling in the coil. The alloy retains one high strength and at the same time shows excellent ductility by subsequent Glow.

Daher kann die Titanlegierung vom α+β-Typ der vorliegenden Erfindung aufgrund ihrer hervorragenden Kaltverarbeitbarkeit zu Coils verarbeitet werden, und kann ferner ungeachtet der Kaltverarbeitbarkeit leicht in irgendeine Form wie einen Draht, einen Stab oder ein Rohr gebracht werden. Die vorliegende Legierung hat sowohl eine hervorragende Festigkeit als auch Duktilität und ferner eine gute Schweißbarkeit, wie oben beschrieben, und ihre HAZ nach dem Schweißen zeigt hohe Duktilität. Aus diesem Grund kann die vorliegende Legierung verbreitet als Anwendungen verwendet werden, die bei ihrer Verarbeitung in die Endprodukte geschweißt werden, zum Beispiel eine Platte für einen Wärmetauscher, Ti-Golfschlägermaterialien, Schweißröhren, verschiedene Drähte, Stäbe, sehr feine Drähte.Therefore, the α + β type titanium alloy of the present invention can be formed into coils because of its excellent cold workability, and further, regardless of the cold workability, it can be easily made into any shape such as a wire, a rod or a pipe. The present alloy has both excellent strength and ductility and also good weldability as described above, and their HAZ after welding shows high ductility. For this reason, the present alloy can be widely used as applications welded into the final products in its processing, for example, a plate for a heat exchanger, Ti golf club materials, welding tubes, various wires, rods, very fine wires.

BeispieleExamples

Im Folgenden werden Strukturmerkmale, Wirkungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt, und kann innerhalb des Umfangs, der mit dem oben und nachstehend beschriebenen Gegenstand der vorliegenden Erfindung übereinstimmt, modifiziert werden. Diese sind alle im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.in the Following are structural features, effects and advantages of the present Invention described in more detail. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be within the Scope, with the above and described below subject according to the present invention, be modified. These are all in the technical scope of the present Invention included.

Beispiel 1example 1

Titanlegierungs-Ingots (60 × 130 × 260 mm) mit den in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen wurden durch Knopfschmelzen hergestellt. Die Ingots wurden dann auf den β-Temperaturbereich (etwa 1100 °C) erwärmt und gewalzt, um sie in Probeplatten mit einer Dicke von 40 mm zu zerbrechen. Danach wurden die Platten in diesem β-Temperaturbereich (etwa 1100 °C) 30 Minuten gehalten und dann luftgekühlt. Die Platten wurden dann im α+β-Temperaturbereich (900–920 °C) unter den β-Übergang erwärmt und zur Herstellung heißgewalzter Platten mit einer Dicke von 4,5 mm heißgewalzt. Danach wurden die Platten erneut im α+β-Temperaturbereich (etwa 760 °C) 30 Minuten geglüht und dann wurde ihre 0,2%ige Prüffestigkeit, Zugfestigkeit und Dehnung gemessen. Ihre Teststücke wurden durch Bearbeiten der Oberfläche der Probeplatten in Stücke mit einer Meßlänge von 50 mm und einer Parallelteilbreite von 12,5 mm erhalten.Titanium alloy ingots (60 × 130 × 260 mm) with the compositions shown in Table 1 were melted by button produced. The ingots were then heated to the β-temperature range (about 1100 ° C) and rolled to break into test plates having a thickness of 40 mm. Thereafter, the plates were in this β-temperature range (about 1100 ° C) for 30 minutes kept and then air cooled. The plates were then in the α + β temperature range (900-920 ° C) under heated the β-transition and hot-rolled for the production Hot-rolled sheets with a thickness of 4.5 mm. After that, the Plates again in the α + β temperature range (about 760 ° C) Annealed for 30 minutes and then their 0.2% proof strength, Tensile strength and elongation measured. Your test pieces were processed by the surface the sample plates into pieces with a measuring length of 50 mm and a parallel part width of 12.5 mm.

Als nächstes wurden die Teststücke für das Kaltwalzen bestrahlt und dekapiert, um die sauerstoffreichen Schichten auf den Oberflächen zu entfernen. Diese wurden als Kaltwalzmaterialien zum kontinuierlichen Kaltwalzen durch eine Walzreduktionsmenge von etwa 0,2 mm pro Durchlauf, bis Risse in den Plattenoberflächen auftraten, verwendet. So wurde ihre Kaltreduktion gemessen. Zur Messung ihrer Schweißbarkeit, wurden die jeweiligen Probeplatten 5 Minuten bei 1000°C, was nicht weniger als der β-Übergang war, erwärmt und dann luftgekühlt, um so die Zugeigenschaften bei einer nadelförmigen Mikrostruktur zu prüfen.When next became the test pieces for the Cold rolling irradiated and dekapiert to the oxygen-rich layers on the surfaces to remove. These were used as cold rolling materials for continuous cold rolling by a rolling reduction amount of about 0.2 mm per pass until Cracks in the plate surfaces occurred, used. So their cold reduction was measured. to Measuring their weldability, The respective sample plates were at 1000 ° C for 5 minutes, which was not less than the β-transition was, warmed up and then air-cooled, so as to test the tensile properties of a needle-shaped microstructure.

Die Ergebnisse werden zusammengefaßt in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1

* Beispiele A bis N sind erfindungsgemäß und die Beispiele O bis Z sind Vergleichsbeispiele

The results are summarized in Table 2. Table 1

* Examples A to N are according to the invention and Examples O to Z are comparative examples

1 zeigt als eine graphische Darstellung die Beziehung zwischen der 0,2%igen Prüffestigkeit und der Dehnung nach dem β-Glühen, die der physikalischen Eigenschaft in der HAZ nach dem Schweißen entspricht, der in Tabelle 1 gezeigten experimentellen Daten. 1 Fig. 11 is a graph showing the relationship between the 0.2% proof strength and the elongation after β-annealing corresponding to the physical property in the HAZ after welding, the experimental data shown in Table 1.

In dieser graphischen Darstellung ist die durchgehenden Linie Y eine Linie, die die Bezugspunkte zwischen der 0,2%igen Prüffestigkeit und der Dehnung anderer Vergleichsproben, in denen deren Kaltreduktion durch „x" dargestellt wird (Grenzwert der Kaltreduktion: weniger als 40 %) verbindet. Die unterbrochene Linie X veranschaulicht eine Beziehungsformel, dargestellt durch 6,9 × (YS – 835) + 245 × (EL – 8,2).In In this graph, the solid line Y is a Line, which are the reference points between the 0.2% test strength and the elongation of other comparative samples in which their cold reduction is represented by "x" (Limit of cold reduction: less than 40%) connects. The broken one Line X illustrates a relational formula represented by 6.9 × (YS-835) + 245 × (EL - 8,2).

Wie aus dieser graphischen Darstellung ersichtlich, kreuzen die durchgehende Linie Y und die unterbrochene Linie X einander bei einem Punkt einer 0,2%igen Prüffestigkeit von 813 MPa. Die Neigung der durchgehenden Linie Y (Vergleichsproben) in einem Bereich mit einer höheren Prüffestigkeit als diese Prüffestigkeit ist steiler als die der unterbrochenen Linie X. Diese graphische Darstellung beweist, daß im Bereich der hohen Prüffestigkeit der Vergleichsproben die Dehnung abrupt fällt, wenn die Prüffestigkeit steigt. Andererseits sind in den Beispielen der vorliegenden Erfindung alle Bezugspunkte zwischen der Prüffestigkeit und der Dehnung im rechten oberen Bereich, bezogen auf die unterbrochene Linie X positioniert. Der Abfall der Dehnung mit dem Steigen der Prüffestigkeit ist relativ gering. So konnte ermittelt werden, daß die Proben der Beispiele eine hohe Festigkeit und Duktilität hatten.As seen from this graph, cross the continuous Line Y and the broken line X are at a point of one another 0.2% test strength from 813 MPa. The inclination of the solid line Y (comparative samples) in an area with a higher proof strength than this test strength is steeper than the broken line X. This graph proves that in Range of high test strength Comparative Samples The elongation drops abruptly when the test rigidity increases. On the other hand, in the examples of the present invention all points of reference between the test rigidity and the strain in the right upper area, relative to the broken line X positioned. The decrease in elongation with the increase in test rigidity is relatively small. Thus it could be determined that the Samples of the examples had high strength and ductility.

8 ist eine graphische Darstellung, die eine angeordnete Beziehung zwischen der 0,2%igen Prüffestigkeit und der Dehnung nach dem α+β-Glühen zeigt. Aus dieser graphischen Darstellung wird deutlich, daß keine der Vergleichsproben eine Prüffestigkeit von 813 MPa erreichte, aber alle Proben der Beispiele eine Prüffestigkeit von mehr als diesem Wert zeigten, und das Material der vorliegenden Erfindung eine hohe Festigkeit und eine hervorragende Duktilität aufwies. 8th Fig. 12 is a graph showing an arranged relationship between the 0.2% proof strength and the elongation after the α + β anneal. From this graph, it is apparent that none of the comparative samples attained a test strength of 813 MPa, but all the samples of the examples showed a test strength of more than this value, and the material of the present invention had high strength and excellent ductility.

Beispiel 2Example 2

Es wurden Titanlegierungen mit den in Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzungen einem Schmelzzustand durch Vakuumlichtbogenschmelzen hergestellt und zu Ingots verarbeitet (Durchmesser: 100 mm). Die Ingots wurden dann auf den β-Temperaturbereich (etwa 1000–1050 °C) erwärmt und gewalzt, um sie in Probeplatten mit einer Dicke von 15 mm zu zerbrechen. Anschließend wurden die Platten 30 Minuten im β-Temperaturbereich (etwa 1000–1050 °C) gehalten und dann luftgekühlt. Die Platten wurden dann im α+β-Temperaturbereich (850 °C), was nicht mehr als der β-Übergang war, erwärmt und zur Herstellung heißgewalzter Platten mit einer Dicke von 5,7 mm heißgewalzt. Danach wurden die Platten erneut für 5 Minuten im α+β-Temperaturbereich (630–890 °C) geglüht. Als nächstes wurden sie zur Entfernung der sauerstoffreichen Schichten auf den Oberflächen bestrahlt und dekapiert. Diese wurden als Kaltwalzmaterialien verwendet. Beim Kaltwalzen im Coil betrug die Walzreduktionsmenge 0,2 mm pro Durchlauf. Beim Walzen wurde der Druck entlang der Walzrichtung ausgeübt, um die Platten auf eine vorbestimmte Walzreduktion zu walzen. Nach dem Walzen wurde die Tiefe der Kantenrisse in den Platten gemessen. Danach wurden die Platten im α+β-Temperaturbereich geglüht und dann wurden ihre Querschnitte hinsichtlich der Mikrostruktur optisch Untersucht.It were titanium alloys having the compositions shown in Table 3 a melt state produced by vacuum arc melting and processed into ingots (diameter: 100 mm). The ingots were then to the β-temperature range (about 1000-1050 ° C) and heated rolled to break into test plates having a thickness of 15 mm. Subsequently the plates were in the β-temperature range for 30 minutes (about 1000-1050 ° C) held and then air-cooled. The plates were then in the α + β temperature range (850 ° C), which is not more than the β-transition was, warmed up and for making hot rolled Hot rolled sheets with a thickness of 5.7 mm. After that, the Plates again for 5 minutes in the α + β temperature range (630-890 ° C) annealed. When next they were used to remove the oxygen-rich layers on the surfaces irradiated and dekapiert. These were used as cold rolling materials. During cold rolling in the coil, the rolling reduction amount was 0.2 mm per Run. During rolling, the pressure became along the rolling direction applied to roll the plates to a predetermined rolling reduction. To rolling, the depth of the edge cracks in the plates was measured. Thereafter, the plates were in the α + β temperature range annealed and then their cross sections became in terms of microstructure visually examined.

Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.The Results are shown in Table 4.

Die Unterschiede der Querschnittsmikrostrukturen wurden zwischen den Platten, die einmal bis auf eine vorbestimmte Dicke gewalzt und dann geglüht wurden, und den Platten, die dreimal bis auf eine vorbestimmte Dicke gewalzt wurden, auf eine Weise, daß das Glühen während des Walzverfahrens durchgeführt wird und dann dazwischen geglüht wurde, beobachtet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 3

Tabelle 4

* Walzlast, die eine 50%ige Walzreduktion eines Ziels überschreitet. Daher wurde das Walzen zwischendurch unterbrochen.

Tabelle 5

* Die Beispiele 1 bis 8 und 14 sind erfindungsgemäße Beispiele und die Beispiele 9 bis 13 und 15 sind Vergleichsbeispiele.

The differences of the cross-sectional microstructures were determined between the plates, which were once rolled to a predetermined thickness and then annealed, and the plates, which were rolled three times to a predetermined thickness, in such a manner that the annealing is performed during the rolling process and then was annealed between observed. The results are shown in Table 5. Table 3

Table 4

* Rolling load exceeding 50% rolling reduction of a target. Therefore, the rolling was interrupted in between.

Table 5

* Examples 1 to 8 and 14 are examples according to the invention and examples 9 to 13 and 15 are comparative examples.

Folgendes wird aus den Tabellen 3–5 deutlich.following becomes from the tables 3-5 clear.

Experimente Nr. 1–8: Die Beispiele erfüllen alle Voraussetzungen, die in der vorliegenden Erfindung definiert wurden. Die Mikrostruktur des Glühens war einheitlich äquiaxial und wies einige Kantenrisse auf, so daß sie zur praktischen Verwendung beim Walzen im Coil ausreichend geeignet war.experiments No. 1-8: Meet the examples all the requirements defined in the present invention were. The microstructure of the glow was uniformly equiaxial and had some edge cracks, so that they are put to practical use was sufficiently suitable for rolling in the coil.

Experiment Nr. 9: Vergleichsbeispiel, in dem die Temperatur des Glühens vor dem Walzen außerhalb des definierten Bereiches lag. Es bildeten sich Kantenrisse, bevor eine 50%ige Walzreduktion, die das Ziel des Walzens war, erreicht war. Daher wurde das Walzen gestoppt, als die Walzreduktion 40 % betrug. Es waren jedoch bemerkenswert große Kantenrisse zu sehen. Das Vergleichsbeispiel konnte nur schwer praktisch umgesetzt werden.experiment No. 9: Comparative example in which the temperature of the annealing before rolling outside of defined area. Edge rips formed before one 50% rolling reduction, which was the goal of rolling was achieved. Therefore, rolling was stopped when the rolling reduction was 40%. However, there were remarkably large edge cracks to see. The Comparative example could be difficult to put into practice.

Experiment Nr. 11: Referenzbeispiel, in dem der Druck zum Zeitpunkt des Walzens auf 45 % gesteigert wurde. Der Druck war zu hoch, so daß sich leicht Kantenrisse bilden konnten.experiment No. 11: Reference example in which the pressure at the time of rolling increased to 45%. The pressure was too high, making it easy Could form edge cracks.

Experiment Nr. 12: Referenzbeispiel, in dem das Walzverhältnis zum Zeitpunkt des Walzens auf einen niedrigen Wert gesetzt wurde. Das Walzen im Coil konnte ohne die Erzeugung großer Kantenrisse durchgeführt werden. Ein Teil der Mikrostruktur nach dem Glühen war jedoch nicht äquiaxial. Das Festigkeits-Dehnungs-Gleichgewicht war schlecht.experiment No. 12: Reference Example in which the rolling ratio at the time of rolling has been set to a low value. The rolling in the coil could without the generation big Edge cracks performed become. However, part of the microstructure after annealing was not equiaxial. The strength-strain balance was poor.

Experiment Nr. 13: Referenzbeispiel, in dem die Walzreduktion zum Zeitpunkt des Walzens auf 85 % erhöht wurde. Da die Walzreduktion übermäßig hoch war, waren große Kantenrisse zu sehen.experiment No. 13: Reference example in which the rolling reduction at the time rolling increased to 85% has been. Because the rolling reduction is excessively high was, were great To see edge cracks.

Experiment Nr. 14: Beispiel, das dreimal auf eine Weise, das währenddessen zweimal geglüht wurde, im Coil gewalzt wurde, wobei die Walzreduktion pro Walzen 40 % betrug. Die Mikrostruktur nach dem letzten Glühen war fein äquiaxial und es wurde ein gutes Coil erhalten, das keine Kantenrisse und ein gutes Festigkeits-Dehnungs-Gleichgewicht aufwies.experiment # 14: Example, the three times in a way that while annealed twice was rolled in a coil, wherein the rolling reduction per rolls 40%. The microstructure after the last anneal was fine equiaxial and it got a good coil, no edge cracks and a good strength-strain balance had.

Experiment Nr. 15: Vergleichsbeispiel, in dem im wesentlichen dasselbe Walzen wie in Experiment Nr. 14 durch einen einzelnen Walzschritt ohne jegliches Glühen dazwischen durchgeführt wurde. Ein Teil der Mikrostruktur nach dem Glühen war nicht äquiaxial. Das Festigkeits-Dehnungs-Gleichgewicht war ein bißchen schlecht.experiment No. 15: Comparative Example in which substantially the same rolling as in Experiment No. 14 by a single rolling step without any glow in between has been. Part of the microstructure after annealing was not equiaxial. The strength-strain balance was a bit poor.

Experiment 3-1Experiment 3-1

Ein Ti-Legierungsingot (80 mm^T × 200 mm^W × 300 mm^L) aus Ti-2%Mo-1,6%V-0,5%Fe-4,5%Al-0,3%Si-0,03%C wurde durch Induktionsvakuumlichtbogenschmelzen hergestellt, im β-Temperaturbereich (etwa 1100 °C) erwärmt und dann gewalzt, um es in Probeplatten mit einer Dicke von 40 mm zu zerbrechen. Anschließend wurden die Platten 30 Minuten im β-Temperaturbereich (etwa 1100 °C) gehalten und dann luftgekühlt. Die Platten wurden dann im α+β-Temperaturbereich (900–920 °C), der geringer war als der β-Übergang, heißgewalzt, um heißgewalzte Platten mit einer Dicke von 4,5 mm herzustellen.Ti alloy ingot (80 mm ^T × 200 mm ^W × 300 mm ^L ) of Ti-2% Mo-1.6% V-0.5% Fe-4.5% Al-0.3% Si-O, 03% C was made by induction vacuum arc melting, heated in the β-temperature range (about 1100 ° C) and then rolled to break it into test plates having a thickness of 40 mm. Subsequently, the plates were kept in the β-temperature range (about 1100 ° C) for 30 minutes and then air-cooled. The panels were then hot rolled in the α + β temperature range (900-920 ° C), which was lower than the β-transition, to make hot rolled panels 4.5mm thick.

Als nächstes wurden die Platten bei 760 °C 30 Minuten geglüht und dann wurden sie bestrahlt und dekapiert, um Kaltwalzmaterialien herzustellen. Diese wurden zweimal mit [40% Kaltwalzen + Glühen bei 760 °C für 5 Minuten] behandelt, um das Kaltwalzen bis auf eine Walzreduktion von 40 % durchzuführen. Danach wurde das Glühen , unter den in Tabelle 6 gezeigten Bedingungen durchgeführt. Die jeweiligen geglühten Produkte wurden zur Entfernung der sauerstoffreichen Schichten auf ihren Oberflächen dekapiert. Ihre 0,2%ige Prüffestigkeit, Zugfestigkeit und Dehnungen in Quer- und Längsrichtung wurden gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 6 und 4 gezeigt. Tabelle 6 Ti-2Mo-1,6V-0,5Fe-4,5Al-0,3Si-0,03C

Next, the plates were annealed at 760 ° C for 30 minutes, and then they were irradiated and decanted to prepare cold rolling materials. These were treated twice with [40% cold rolling + annealing at 760 ° C for 5 minutes] to perform cold rolling to a roll reduction of 40%. Thereafter, the annealing was carried out under the conditions shown in Table 6. The respective annealed products were decanted to remove the oxygen-rich layers on their surfaces. Its 0.2% test strength, tensile strength and elongations in the transverse and longitudinal directions were measured. The results are shown in Table 6 and 4 shown. Table 6 Ti-2Mo-1.6V-0.5Fe-4.5Al-0.3Si-0.03C

Wie aus Tabelle 6 und 4 deutlich wird, wurde ermittelt, daß in der Titanlegierung vom α+β-Typ der Komponentensysteme, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, die Querdehnung (Dehnung senkrecht zur Walzrichtung) durch die Erzeugung des spröden hexagonalen Kristalls im Glühtemperaturbereich von etwa 850 °C sinkt. Somit wird deutlich, daß, wenn die Legierung in einem Temperaturbereich von 750–830 °C oder 900–950 °C außerhalb des oben genannten Glühtemperaturbereiches geglüht wurde, ein geglühtes Produkt erhalten wurde, das eine hohe Zugfestigkeit und eine 0,2%ige Prüffestigkeit beibehielt und eine hervorragende Dehnung aufwies.As shown in Table 6 and 4 3, it has been found that in the α + β type titanium alloy of the component systems used in the present invention, the transverse strain (elongation perpendicular to the rolling direction) decreases by the generation of the brittle hexagonal crystal in the annealing temperature range of about 850 ° C , Thus, it becomes clear that when the alloy was annealed in a temperature range of 750-830 ° C or 900-950 ° C outside the above annealing temperature range, an annealed product having high tensile strength and 0.2% proof strength was obtained maintained and exhibited excellent elongation.

Experiment 3-2Experiment 3-2

Ein Ti-Legierungsingot (80 mm^T × 200 mm^W × 300 mm^L) aus Ti-3,5%Mo-0,5%Fe-4,5%Al-0,3%Si wurde durch Induktionsvakuumlichtbogenschmelzen hergestellt, im β-Temperaturbereich (etwa 1100 °C) erwärmt und dann gewalzt, um es in Probeplatten mit einer Dicke von 40 mm zu zerbrechen. Anschließend wurden die Platten 30 Minuten im β-Temperaturbereich (etwa 1100 °C) gehalten und dann luftgekühlt. DieA Ti alloy ingot (80 mm ^T x 200 mm ^W x 300 mm ^L ) of Ti-3.5% Mo-0.5% Fe-4.5% Al-0.3% Si was prepared by induction vacuum arc melting, in the β Heated temperature range (about 1100 ° C) and then rolled to break it into test plates with a thickness of 40 mm. Subsequently, the plates were kept in the β-temperature range (about 1100 ° C) for 30 minutes and then air-cooled. The

Platten wurden dann im α+β-Temperaturbereich (900–920 °C), der geringer war als der β-Übergang, heißgewalzt, um heißgewalzte Platten mit einer Dicke von 4,5 mm herzustellen.plates were then in the α + β temperature range (900-920 ° C), the lower was hot rolled as the β-transition, hot-rolled Prepare plates with a thickness of 4.5 mm.

Als nächstes wurden die Platten bei 760 °C 30 Minuten geglüht und dann wurden sie bestrahlt und dekapiert, um Kaltwalzmaterialien herzustellen. Diese wurden zweimal mit [40 % Kaltwalzen + Glühen bei 760 °C für 5 Minuten] behandelt, um das Kaltwalzen bis auf eine Walzreduktion von 40 % durchzuführen. Danach wurde das Glühen unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen durchgeführt. Die jeweiligen geglühten Produkte wurden zur Entfernung der sauerstoffreichen Schichten auf ihren Oberflächen dekapiert. Ihre 0,2%ige Prüffestigkeit, Zugfestigkeit und Dehnungen in Quer- und Längsrichtung wurden gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 7 und 5 gezeigt. Tabelle 7 Ti-3,5Mo-0,5Fe-4,5Al-0,3Si

Next, the plates were annealed at 760 ° C for 30 minutes, and then they were irradiated and decanted to prepare cold rolling materials. These were treated twice with [40% cold rolling + annealing at 760 ° C for 5 minutes] to perform cold rolling to a roll reduction of 40%. Thereafter, the annealing was carried out under the conditions shown in Table 1. The respective annealed products were decanted to remove the oxygen-rich layers on their surfaces. Its 0.2% test strength, tensile strength and elongations in the transverse and longitudinal directions were measured. The results are shown in Table 7 and 5 shown. Table 7 Ti-3.5Mo-0.5Fe-4.5Al-0.3Si

Wie aus Tabelle 7 und 5 deutlich wird, wurde ermittelt, daß in der Titanlegierung vom α+β-Typ der Komponentensysteme, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, die Querdehnung (Dehnung senkrecht zur Walzrichtung) durch die Erzeugung des spröden hexagonalen Kristalls im Glühtemperaturbereich von etwa 800 °C sinkt. Somit wird deutlich, daß, wenn die Legierung in einem Temperaturbe reich von 760 °C oder weniger, oder 820–950 °C außerhalb des oben genannten Glühtemperaturbereiches geglüht wurde, ein geglühtes Produkt erhalten wurde, das eine hohe Zugfestigkeit und eine 0,2%ige Prüffestigkeit beibehielt und eine hervorragende Dehnung aufwies.As shown in Table 7 and 5 3, it has been found that in the α + β type titanium alloy of the component systems used in the present invention, the transverse strain (elongation perpendicular to the rolling direction) decreases by the generation of the brittle hexagonal crystal in the annealing temperature range of about 800 ° C , Thus, it is apparent that when the alloy was annealed in a temperature range of 760 ° C or less, or 820-950 ° C, outside the above annealing temperature range, an annealed product having high tensile strength and 0.2% was obtained. maintained test rigidity and exhibited excellent elongation.

Wie oben beschrieben, hat die vorliegende Erfindung eine Basiszusammensetzung, in der die enthaltenen Prozentsätze des isomorphen β-stabilisierenden Elements und des eutektischen β-stabilisierenden Elements definiert sind, und eine spezifizierte Menge an Si, oder zusätzlich eine kleine Menge an C oder O in die Basiszusammensetzung eingeführt wird. Daher weist die vorliegende Erfindung eine Festigkeit, die nicht schlechter ist als die von Ti-6Al-4V-Legierungen, die am häufigsten verwendet werden, und eine deutlich verbesserte Kaltverarbeitbarkeit, die in herkömmlichen Legierungen unzureichend ist, damit ein Walzen im Coil möglich ist, auf. Überdies kann die vorliegende Erfindung eine Titanlegierung sowohl mit deutlich verbesserter Festigkeit und Duktilität in der HAZ nach dem Schweißen als auch hoher Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Schweißbarkeit bereitstellen.As described above, the present invention has a basic composition, in the percentages included of the isomorphic β-stabilizing Elements and the eutectic β-stabilizing Elements are defined, and a specified amount of Si, or additionally a small amount of C or O is introduced into the base composition. Therefore, the present invention has a strength that is not inferior is that of Ti-6Al-4V alloys that are most commonly used and a significantly improved cold workability, which in conventional Alloys is insufficient to allow rolling in a coil, on. moreover For example, the present invention can clearly disclose a titanium alloy improved strength and ductility in the HAZ after welding as also high processability, strength and weldability provide.

Daher kann die Titanlegierung der vorliegenden Erfindung aufgrund ihrer Merkmale in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommen. Die vorliegende Erfindung kann nützlicherweise zum Beispiel als Platten für Wärmetauscher insbesondere unter Verwendung hervorragender Korrosionsbeständigkeit, Leichtigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Kaltverformbarkeit verwendet werden.Therefore For example, the titanium alloy of the present invention may be useful because of its Features are used in different applications. The present Invention may usefully for example as plates for heat exchangers in particular using excellent corrosion resistance, Lightness, thermal conductivity and cold workability.

Claims

Α + β-type titanium alloy comprising at least one Isomorphic β-stabilizing Element in a Mo equivalence [Mo + 1 / 1.5 × V + 1/5 × Ta + 1 / 3.6 × Nb] from 2.0 to 4.5% by weight, at least one eutectic β-stabilizing Element in an Fe Equivalence [Fe + 1/2 × Cr + 1/2 × Ni + 1 / 1.5 Co + 1 / 1.5 Mn] of 0.3 to 2.0 mass%, an Al equivalence [Al + 1/3 × Sn + 1/6 × Zr] of more than 3 mass% and less than 6.5 mass%, and Si in one Amount of 0.1 to 1.0 mass%, and which optionally C as further Element in an amount of 0.01 to 0.15 mass%.

Titanium alloy strip, which is a ribbon The titanium alloy of claim 1, and a tensile strength of 900 MPa or more, an elongation of 4% or more and a (longitudinal (coil rolling direction) elongation] / [transverse (direction perpendicular to the coil rolling direction) elongation] of 0.4 to 1.0.

A method for producing a titanium alloy coil, which is a coil rolling method of the titanium alloy according to claim 1, and which comprises annealing a titanium alloy ribbon at a temperature [T] satisfying the following inequality [1] and then coil rolling the resultant, (β-transus - 270 ° C) ≤ T ≤ (β-transition - 50 ° C) (1) wherein the titanium alloy ribbon is rolled at a roll reduction of from 20% to about 80% coil while a bill roller of 49 to 392 MPa is applied to the ribbon, and wherein the coil rolling is performed several times in a manner that a tempering step in one α + β temperature range is performed in between.

The method of claim 3, further comprising selecting one heating temperature at the time of tempering from temperatures that are not lower as the temperature to relieve the strain hardening at the time cold coiling, and what temperatures are in the range of temperatures of not more than the β-junction are to immediate Avoiding temperature ranges that lead to the appearance of brittle, hexagonal α-crystals to lead, so the glow perform, whereby the transverse strain of the cold coiled-rolled titanium alloy strip is improved.