JP2006070362A - チタン合金およびその製造方法 - Google Patents
チタン合金およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006070362A JP2006070362A JP2005233129A JP2005233129A JP2006070362A JP 2006070362 A JP2006070362 A JP 2006070362A JP 2005233129 A JP2005233129 A JP 2005233129A JP 2005233129 A JP2005233129 A JP 2005233129A JP 2006070362 A JP2006070362 A JP 2006070362A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium alloy
- content
- titanium
- less
- chromium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
【課題】 リサイクル材から製造できるチタン合金およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 Tiと、Cr、Mn、Feから成る群から選択した1種以上の元素とを含有し、鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa(135,000psi)以上、引張強さが1068MPa(155,000psi)以上、伸びが5.0%以上であるチタン合金。Alを望ましくは3.5〜6.25wt%、更に望ましくは4.5〜6.0wt%、特に望ましくは5.0〜6.0wt%含有する。Vを望ましくは3.0〜4.5wt%、更に望ましくは3.3〜4.5wt%、特に望ましくは3.5〜4.5wt%含有する。Crを望ましくは3.8wt%以下、更に望ましくは1.0〜2.5wt%、特に望ましくは1.2〜2.0wt%含有する。Mnを望ましくは2.0wt%以下、更に望ましくは1.5wt%以下、特に望ましくは0.75〜1.25wt%含有する。
【選択図】 なし
【解決手段】 Tiと、Cr、Mn、Feから成る群から選択した1種以上の元素とを含有し、鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa(135,000psi)以上、引張強さが1068MPa(155,000psi)以上、伸びが5.0%以上であるチタン合金。Alを望ましくは3.5〜6.25wt%、更に望ましくは4.5〜6.0wt%、特に望ましくは5.0〜6.0wt%含有する。Vを望ましくは3.0〜4.5wt%、更に望ましくは3.3〜4.5wt%、特に望ましくは3.5〜4.5wt%含有する。Crを望ましくは3.8wt%以下、更に望ましくは1.0〜2.5wt%、特に望ましくは1.2〜2.0wt%含有する。Mnを望ましくは2.0wt%以下、更に望ましくは1.5wt%以下、特に望ましくは0.75〜1.25wt%含有する。
【選択図】 なし
Description
本発明は、チタン合金に関し、詳しくは、リサイクルチタンから製造できる新規なチタン合金およびその製造方法に関する。
チタン合金は優れた物理的性質および機械的性質を兼備しており、高強度、軽量、高耐食性を必要とする用途に理想的である。しかし、チタン合金は製造費が高いため、用途が非常に限定されている。原材料から使用状態にまでチタンを精製するには多数の処理工程を必要とする。また、非常に反応性が高いため、精製プロセスは注意深い制御を必要とするため、更に製造コストが高くなっている。その結果、チタンの典型的な用途は、軍用車両、航空機用エンジン、航空機構造材料、化学プラント、スポーツ用品に限定されている。
チタンの製造コストを低減するためにリサイクルチタン材料を用いることが望ましい。しかし、リサイクル材料の利用能力には限界がある。従来、大部分の中・高強度チタン合金は、所望の強度と延性を得るために、酸素含有量の上限を典型的には0.2wt%としている。このように酸素含有量の上限が比較的低いため、リサイクルチタン材料を用いることが困難であった。リサイクルの過程で、溶解とその後の冷却中にチタン材料は空気に曝される。その結果、チタン材料はリサイクル毎に酸素や他の侵入型元素を吸収する。
以上の状況により、新規なチタン合金およびその製造方法に対する要望が生じた。
本発明の一実施形態によれば、チタン合金が提供される。このチタン合金は、チタンと、クロム、マンガン、鉄から成る群から選択した1種以上の元素とを含有し、鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa(135,000psi)以上である。
このチタン合金は、アルミニウムを望ましくは3.5〜6.25wt%、更に望ましくは4.5〜6.0wt%、特に望ましくは5.0〜6.0wt%含有する。望ましい実施形態においては、このチタン合金はバナジウムを3.0〜4.5wt%、更に望ましくは3.3〜4.5wt%、特に望ましくは3.5〜4.5wt%含有する。別の望ましい実施形態によれば、クロム含有量は3.8wt%以下、更に望ましくは1.0〜2.5wt%、特に望ましくは1.2〜2.0wt%である。他の望ましい実施形態においては、マンガン含有量は2.0wt%以下、更に望ましくは1.5wt%以下、特に望ましくは0.75〜1.25wt%である。
もう一つの望ましい実施形態においては、このチタン合金は酸素を0.3wt%以下、更に望ましくは0.29wt%以下、特に望ましくは0.27wt%以下含有する。更に望ましくは、クロム、マンガン、鉄の合計含有量は1.0〜5.0wt%、更に望ましくは1.0〜4.5wt%、特に望ましくは2.0〜3.5wt%である。
本発明の別の実施形態によれば、チタン合金が提供される。このチタン合金は、アルミニウムを3.5〜6.25wt%、バナジウムを3.0〜4.5wt%、クロム、鉄、マンガンから成る群から選択した1種以上の元素を1.0〜5.0wt%含有する。残部がチタンであり、望ましくは鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa(135,000psi)以上である。
アルミニウム含有量は、更に望ましくは4.5〜6.0wt%、特に望ましくは5.0〜6.0wt%である。バナジウム含有量は、更に望ましくは3.3〜4.5wt%、特に望ましくは3.5〜4.5wt%である。クロム含有量は、望ましくは3.8wt%以下、更に望ましくは1.0〜2.5wt%、特に望ましくは1.2〜2.0wt%である。マンガン含有量は、望ましくは2.0wt%以下、更に望ましくは1.5wt%以下、特に望ましくは0.75〜1.25wt%である。鉄含有量は、望ましくは1.0wt%以下である。酸素含有量は、望ましくは0.3wt%以下、更に望ましくは0.29wt%以下、特に望ましくは0.27wt%以下である。このチタン合金は、望ましくは、引張強さが1068MPa(155,000psi)以上、伸びが5.0%以上である。
本発明の更に別の実施形態によれば、チタン合金が提供され、このチタン合金は、クロムを3.8wt%以下、鉄を1.0wt%以下、マンガンを0.75〜1.25wt%含有し、クロム、鉄、マンガンの合計含有量が1.0〜5.0wt%である。残部がチタンである。
本発明の更にもう一つの実施形態によれば、チタン合金が提供され、このチタン合金は、アルミニウムを3.5〜6.25wt%、バナジウムを3.0〜4.5wt%、クロムを3.8wt%以下、マンガンを2.0wt%以下、鉄を1.0wt%以下、酸素を0.2〜0.3wt%含有し、クロム、マンガン、鉄の合計含有量が2.0〜3.5wt%である。
本発明の更に別の実施形態によれば、チタン合金の製造方法が提供される。この方法は、チタン材料に、クロム、マンガン、鉄から成る群から選択した1種以上の元素を配合し、鋳造したままの状態でのチタン合金の降伏強さを930MPa(135,000psi)以上とする。望ましい実施形態においては、チタン合金のクロム、マンガン、鉄の合計含有量が1.0〜5.0wt%である。別の望ましい実施形態においては、チタン合金のクロム、マンガン、鉄の合計含有量が2.0〜3.5wt%である。
望ましくは、このチタン合金は酸素含有量が0.3wt%以下である。更に望ましくはチタン合金の酸素含有量は0.2wt%より大である。別の望ましい実施形態においては、チタン合金のマンガン含有量が0.75〜1.25wt%である。更に別の望ましい実施形態においては、チタン合金のクロム含有量が3.8wt%以下である。他の望ましい実施形態においては、チタン合金の鉄含有量が1.0wt%以下である。
望ましい実施形態においては、チタン材料はリサイクルチタン材料である。他の望ましい実施形態においては、チタン材料はTi−6Al−4V材である。更に別の望ましい実施形態においては、チタン材料は市販の純チタン材料である。もう一つの望ましい実施形態においては、チタン材料はTi−3Al−2.5V材である。
本発明のもう一つの実施形態によれば、チタン合金の製造方法が提供され、この製造方法は、チタン材料を用意し、このチタン材料に、チタン合金のマンガン含有量が0.75〜1.25wt%になるようにマンガンを、チタン合金のクロム含有量が3.8wt%以下になるようにクロムを、チタン合金の鉄含有量が1.0wt%以下になるように鉄を、それぞれ配合し、チタン合金のクロム、マンガン、鉄の合計含有量が1.0〜5.0wt%となるようにする。
本発明は、市販チタン合金のリサイクル材から製造できるチタン合金を提供する。表1に示すように、市販のチタン合金は望ましい強度と延性を確保するために、酸素含有量が典型的には0.2wt%以下に限定されている。
当業者に知られているように、ほぼ880℃未満の低温では、チタンは最密六方晶のいわゆるα相である。880℃以上の高温では、チタンは体心立方晶のいわゆるβ相である。β共析相安定化元素を少なくとも1種、望ましくはクロム、鉄、マンガンから成る群から選択した元素を少なくとも1種添加することにより、本発明のチタン合金の許容酸素量が高まり、より多くのリサイクル材料を製造素材として利用できるようになることを見出した。本発明のチタン合金は、望ましくは降伏強さが930MPa(135,000psi)以上、引張強さが1068MPa(155,000psi)以上、伸びが5%以上である。
本発明のチタン合金を製造する基本素材として、Ti−3Al−2.5V合金、Ti−6Al−4V合金、市販の純チタンが望ましい。本明細書中で用いる用語「市販の純チタン」は組成の98wt%以上がチタンであるチタン材料を指す。Ti−6Al−4V合金および市販の純チタンは、電極、スクラップ、板材など種々の形態で豊富にあり、容易にリサイクルできる。
本発明の第1の望ましい実施形態を以下に説明する。この実施形態においては、チタン合金は望ましくは3.5〜6.25wt%のアルミニウムを含有している。アルミニウム含有量は、更に望ましくは4.5〜6.0wt%、特に望ましくは5.0〜6.0wt%である。アルミニウムはα相安定化元素であり、チタン合金の強度を高める。当業者に知られているように、ローゼンバーグ(Rosenberg's)の実験式によると、良好な延性、強度、組織安定性を兼備する合金を作成するのに用いることができる諸合金元素間の関係が記述されている。この関係式は特に、アルミニウム等量を最大限にした高温チタン合金の開発に用いられる。ローゼンバーグの関係式は下記のとおりである。
Al+1/3Sn+1/6Zr+10酸素≦9
この関係によれば、チタン合金は錫およびジルコニウムを含有しないほうが望ましい。特に、アルミニウム含有量は6.0wt%を超えないことが望ましい。それは、錫とジルコニウムが不在の場合には、酸素レベルの上限が0.3wt%まではローゼンバーグの関係式が満たされるからである。
この関係によれば、チタン合金は錫およびジルコニウムを含有しないほうが望ましい。特に、アルミニウム含有量は6.0wt%を超えないことが望ましい。それは、錫とジルコニウムが不在の場合には、酸素レベルの上限が0.3wt%まではローゼンバーグの関係式が満たされるからである。
この実施形態においては、チタン合金は望ましくはバナジウムを3.0〜4.5wt%含有する。バナジウムはβ同形安定化元素であり、チタン合金の強度を高めるために用いる。アルミニウムとバナジウムの比はチタン合金の相バランスに大きな影響があるので、析出強化によりα−βチタン合金および準安定βチタン合金の機械的性質を最適化できるレベルに維持することが望ましい。
チタン合金は望ましくは、β共析相安定化元素として、クロム、鉄、マンガンから成る群から選択した少なくとも1種の元素を含有する。クロム、鉄、マンガンの合計含有量は1.0〜5.0wt%の範囲内であることが望ましい。更に望ましくは1.0〜4.5wt%、特に望ましくは2.0〜3.5wt%の範囲内である。
クロム含有量は、望ましくは3.8wt%以下、更に望ましくは1.0〜2.5wt%、特に望ましくは1.2〜2.0wt%である。
この実施形態によれば、望ましい鉄含有量は1.0wt%以下である。望ましいマンガン含有量は2.0wt%以下である。マンガン含有量は更に望ましくは1.5wt%以下、特に望ましくは0.75〜1.25wt%である。これらのレベルでマンガンを添加することにより強度が高まることを見出した。
クロム、鉄、マンガンは効果的なβ共析相安定化元素である。これらの元素は、強度を高め、延性と熱処理に対する応答性とを制御するために用いる。これらは容易に溶解でき、元素として添加できる。その結果、これらは処理が比較的低廉である。これら3元素はいずれもβ共析相安定化元素であるが、リサイクルチタン材料から強度と延性の優れた合金を得るためにはこれらの元素を組み合わせることが特に望ましいことを見出した。
既に説明したように、前記のβ析出相安定化元素を添加したことで、本発明のチタン合金は優れた延性を維持しつつ許容酸素レベルを高めることができる。この実施形態によれば、酸素含有量の上限は0.3wt%である。酸素含有量の上限は0.29wt%であることが更に望ましく、0.27wt%であることが特に望ましい。このようなレベルまでチタン合金の酸素含有量を許容できるので、より多くのリサイクルチタン材料を製造素材として用いることができる。更に、酸素レベルが高まったことで延性が高まる。
この実施形態によれば、他の元素が存在してもよい。望ましくは、チタン合金の窒素レベルは0.05wt%以下である。窒素レベルは更に望ましくは0.04wt%以下、特に望ましくは0.035wt%以下である。チタン合金の炭素レベルは望ましくは0.1wt%以下、更に望ましくは0.05wt%以下、特に望ましくは0.03wt%以下である。
水素レベルは150ppm以下に維持することが望ましい。水素レベルは特に望ましくは125ppm以下である。上記以外の元素が存在する場合、各々0.1wt%以下、合計0.4wt%以下であることが望ましい。表2に、本発明のこの実施形態において用いる成分の望ましい範囲、更に望ましい範囲、特に望ましい範囲を一覧して示す。
この実施形態により製造した合金は望ましくは、鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa(135,000psi)以上である。同じく望ましくは、引張強さが1068MPa(155,000psi)以上、伸びが5.0%以上である。本明細書中で用いる用語「鋳造したままの状態」は、鋳造したが、まだ熱処理、焼鈍、成形、その他の熱的・機械的な処理は施していない状態を指す。これらの処理を施した熱間加工製品は、降伏強さ、引張強さ、伸びが更に向上すると考えられる。
以下に、本発明によりチタン合金を製造する方法の一実施形態を説明する。この実施形態によれば、既存の市販純チタン材料で望ましくはリサイクル材またはスクラップ材を用意する。この実施形態においては、グレード1の市販純チタンで記号UNS(Unified Nubering System)R50250のものを用いる。R50250はチタン以外の成分として、0.20wt%の鉄および0.18wt%の酸素を含有している。ただし、リサイクル材の酸素レベルはR50250の酸素レベルより高くなっている。
この実施形態によれば、R50250材料を溶解し、これにアルミニウム/バナジウムのマスター合金を配合する。望ましくは、Al/Vマスター合金中のAl含有量は、チタン合金のアルミニウム含有量が3.5〜6.25wt%となるように選定する。Al/Vマスター合金中のV含有量は望ましくは、チタン合金のバナジウム含有量が3.0〜4.5wt%となるように選定する。クロム、鉄、マンガンから成る群から選択したβ共析相安定化元素を少なくとも1種添加する際に、チタン合金中のその合計含有量が1.0〜5.0wt%の範囲内になるように添加する。チタン合金のクロム含有量は望ましくは3.8wt%以下であり、チタン合金のマンガン含有量は望ましくは2.0wt%以下である。チタン合金の鉄含有量は望ましくは1.0wt%以下である。チタン合金の酸素含有量は望ましくは0.3wt%以下である。酸素レベルは望ましくは、適切な低酸素量のスクラップチタンまたはスポンジチタンを選定することにより制御する。炭素、水素、窒素、その他の不純物が存在する場合には、表1の「望ましい範囲」以内に維持することが望ましい。チタン合金中のこれら元素のレベルは、これら元素の含有量が適切に少ないリサイクルチタン材料を選定することにより制御することが望ましい。
更に望ましくは、アルミニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄の添加量を、表2の「更に望ましい範囲」の欄の含有量となるような添加量とし、酸素、窒素、水素、炭素、その他の不純物のレベルを、同表の「更に望ましい範囲」の欄のレベルとなるようようなレベルとする。特に望ましくは、この実施形態により製造したチタン合金は、表2の「特に望ましい範囲」の各元素含有量とする。望ましくは、この実施形態により製造したチタン合金は、降伏強さが930MPa(135,000psi)以上、引張強さが1068MPa(155,000psi)以上、伸びが5.0%以上である。
本発明の他の実施形態によれば、既存のTi−6Al−4V材からチタン合金を製造する方法が提供される。このTi−6Al−4V材は望ましくはリサイクル材またはスクラップ材である。市販のTi−6Al−4VはAlを5.5〜6.75wt%、Vを3.5〜4.5wt%、鉄を0.3wt%以下、酸素を0.2wt%以下含有している。しかし、リサイクル材を用いた場合は、酸素含有量が典型的には0.2wt%を超えている。この実施形態によれば、Ti−6Al−4VのAl含有量は望ましくは6.0wt%以下である。
クロム、マンガン、鉄から成る群から選択した1種以上のβ共析相安定化元素をTi−6Al−4V材に配合し、クロム、マンガン、鉄の合計含有量が表2の「望ましい範囲」内になるようにする。更に望ましくは表2の「更に望ましい範囲」内とし、特に望ましくは表2の「特に望ましい範囲」内とする。酸素、炭素、水素、窒素、その他の不純物も、表2に示した範囲内とすることが望ましい。この実施形態により製造したチタン合金は望ましくは、降伏強さが930MPa(135,000psi)以上、引張強さが1068MPa(155,000psi)以上、伸びが5.0%以上である。
本発明の他の実施形態によれば、既存のTi−3Al−2.5V合金からチタン合金を製造する方法が提供される。上記既存合金は望ましくはリサイクル材である。この実施形態によれば、アルミニウム、バナジウムをTi−3Al−2.5V合金のリサイクル材に配合して、製品チタン合金のアルミニウム含有量が3.5〜6.25wt%、バナジウム含有量が3.0〜4.5wt%となるようにする。クロム、マンガン、鉄から成る群から選択した1種以上のβ共析相安定化元素を添加し、チタン合金中のこれら元素の合計含有量1.0〜5.0wt%となるようにする。望ましくは、チタン合金の酸素含有量は0.3wt%以下である。上記以外の元素の含有量について、望ましい範囲、更に望ましい範囲、特に望ましい範囲は表2に示した値を用いることができる。
以下に本発明により製造したチタン合金の実施例を参照して本発明を更に詳細に説明する。
全サンプルについて、899℃(1650°F)、103±3MPa(15,000±500psi)、2時間のHIP処理(hot isostatically pressing)を施した後、482℃(900°F)〜593℃(1100°F)、4〜12時間の時効処理を施した。
表3のデータが示すように、いずれの合金も酸素レベルは従来の上限値0.2wt%を超えているにもかかわらず、鋳造したままの状態で、降伏強さが930MPa(135,000psi)以上、引張強さが1068MPa(155,000psi)以上、伸びが5%以上であった。更に、強度と延性が熱処理によって更に向上している。
表4に、表3中の合金の降伏強さ、引張強さ、伸びを幾つかの市販合金と比較して示す。
表4に示したように、本発明の前述の実施形態により製造したサンプルは、降伏強さおよび引張強さが新品のTi−6Al−4V合金およびTi−6Al−2Sn−2Mo−2Zr−2Cr合金と同等以上でありながら、酸素レベルがかなり高い(表1、表3を参照)。本発明の合金は、このように許容酸素量が増大した結果、許容酸素量の低い合金に比べてより多くのリサイクル材料を用いて製造することが可能になった。
以上説明した実施例は本発明の単なる実験例である。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく種々の用途に適用し、上記実施例を種々に改変することができる。本発明は特許請求の範囲の記載によってのみ限定される。
Claims (91)
- 下記の組成:
アルミニウム:3.5〜6.25wt%、
バナジウム :3.0〜4.5wt%、
クロム、鉄、マンガンから成る群から選択した1種以上の元素:1.0〜5.0wt%、
チタン :残部
から成り、
鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa以上である
ことを特徴とするチタン合金。 - 請求項1において、鋳造したままの状態での引張強さが1068MPa以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、鋳造したままの状態での伸びが5%以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、クロム含有量が1.0〜2.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、クロム含有量が1.2〜2.0wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、マンガン含有量が2.0wt%以下であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、マンガン含有量が0.75〜1.25wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、鉄含有量が1.0wt%以下であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、アルミニウム含有量が5.0〜6.0wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、バナジウム含有量が3.3〜4.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、クロム、マンガン、鉄の合計含有量が2.0〜3.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項1において、更に酸素を0.3wt%以下含有することを特徴とするチタン合金。
- 下記の組成:
チタン、および
クロム、マンガン、鉄から成る群から選択した1種以上の元素
から成り、
鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa以上であることを特徴とするチタン合金。 - 請求項13において、更にアルミニウムを含有することを特徴とするチタン合金。
- 請求項14において、アルミニウム含有量が3.5〜6.25wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、更にバナジウムを含有することを特徴とするチタン合金。
- 請求項16において、バナジウム含有量が3.0〜4.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、クロム含有量が3.8wt%以下であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、更に酸素を含有することを特徴とするチタン合金。
- 請求項19において、酸素含有量が0.3wt%以下であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、マンガン含有量が2.0wt%以下であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、マンガン含有量が0.75〜1.25wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、クロム含有量が1.0〜2.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、鉄含有量が1.0wt%以下であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、クロム、マンガン、鉄の合計含有量が1.0〜5.0wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、クロム、マンガン、鉄の合計含有量が2.0〜3.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、鋳造したままの状態での引張強さが1068MPa以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項13において、鋳造したままの状態での伸びが5.0%以上であることを特徴とするチタン合金。
- チタン合金を製造する方法において、
チタン材料に、クロム、マンガン、鉄から成る群から選択した1種以上の元素を配合して、鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa以上であるチタン合金を製造することを特徴とする方法。 - 請求項29において、クロム、マンガン、鉄の合計含有量が1.0〜5.0wt%であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、クロム、マンガン、鉄の合計含有量が2.0〜3.5wt%であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン合金の酸素含有量が0.3wt%以下であることを特徴とする方法。
- 請求項32において、上記チタン合金の酸素含有量が0.2wt%より大であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン合金のマンガン含有量が2wt%以下であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン合金のマンガン含有量が0.75〜1.25wt%であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン合金のクロム含有量が3.8wt%以下であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン合金のクロム含有量が1.0〜2.5wt%であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン合金の鉄含有量が1.0wt%以下であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン材料がリサイクルチタン材料であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン材料がTi−6Al−4V材料であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン材料が市販の純チタン材料であることを特徴とする方法。
- 請求項41において、上記チタン材料にアルミニウムを配合し、上記チタン合金のアルミニウム含有量を3.5〜6.25wt%とすることを特徴とする方法。
- 請求項41において、上記チタン材料にバナジウムを配合し、上記チタン合金のバナジウム含有量を3.0〜4.5wt%とすることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン材料がTi−3Al−2.5Vであることを特徴とする方法。
- 請求項44において、上記チタン材料に更にアルミニウムを配合し、上記チタン合金のアルミニウム含有量を3.5〜6.25wt%とすることを特徴とする方法。
- 請求項44において、上記チタン材料に更にバナジウムを配合し、上記チタン合金のバナジウム含有量を3.0〜4.5wt%とすることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン材料がスクラップチタン材料であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン材料が3.5〜6.25wt%のアルミニウムを含有していることを特徴とする方法。
- 請求項29において、上記チタン材料が3.0〜4.5wt%のバナジウムを含有していることを特徴とする方法。
- 請求項29において、鋳造したままの状態での上記チタン合金の引張強さが1068MPa以上であることを特徴とする方法。
- 請求項29において、鋳造したままの状態での上記チタン合金の伸びが5.0%以上であることを特徴とする方法。
- チタン合金の製造方法において、
アルミニウム含有量が3.5〜6.25wt%、酸素含有量が0.3wt%以下、バナジウム含有量が3.0〜4.5wt%であるチタン材料を用意し、
上記チタン材料に、上記チタン合金のマンガン含有量が0.75〜2.0wt%、クロム含有量が3.8wt%以下、鉄含有量が1.0wt%以下、かつマンガン、クロム、鉄の合計含有量が1.0〜5.0wt%となるように、マンガン、クロム、鉄を配合することを特徴とする方法。 - 請求項52において、上記チタン合金のマンガン、クロム、鉄の合計含有量が2.0〜3.5wt%であることを特徴とする方法。
- 請求項52において、上記チタン合金のクロム含有量が1.0〜2.5wt%であることを特徴とする方法。
- 請求項52において、鋳造したままの状態での上記チタン合金の降伏強さが930MPa以上であることを特徴とする方法。
- 請求項52において、鋳造したままの状態での上記チタン合金の引張強さが1068MPa以上であることを特徴とする方法。
- 請求項52において、鋳造したままの状態での上記チタン合金の伸びが5.0%以上であることを特徴とする方法。
- 下記の組成:
クロム :3.8wt%以下、
鉄 :1.0wt%以下、
マンガン:0.75〜1.25wt%、
チタン :残部
クロム、鉄、マンガンの合計含有量:1.0〜5.0wt%
から成ることを特徴とするチタン合金。 - 請求項58において、更に酸素を0.3wt%以下含有することを特徴とするチタン合金。
- 請求項58において、更にアルミニウムを3.5〜6.25wt%含有することを特徴とするチタン合金。
- 請求項58において、更にバナジウムを3.0〜4.5wt%含有することを特徴とするチタン合金。
- 請求項58において、クロム、マンガン、鉄の合計含有量が2.0〜3.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項58において、鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項58において、鋳造したままの状態での引張強さが1068MPa以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項58において、鋳造したままの状態での伸びが5.0%以上であることを特徴とするチタン合金。
- 下記の組成:
アルミニウム:3.5〜6.25wt%、
バナジウム :3.0〜4.5wt%、
鉄 :1.0wt%以下、
クロム :3.8wt%以下
マンガン :0.75〜2.0wt%、
酸素 :0.3wt%以下、
チタン :残部
マンガン、クロム、鉄の合計含有量:1.0〜5.0wt%
から成ることを特徴とするチタン合金。 - 請求項66において、クロム含有量が1.0〜2.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項66において、既存のチタン材料を含むことを特徴とするチタン合金。
- 請求項68において、上記既存のチタン材料がリサイクルチタン材料であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項66において、マンガン、クロム、鉄の合計含有量が2.0〜3.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項66において、鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項66において、鋳造したままの状態での引張強さが1068MPa以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項66において、鋳造したままの状態での伸びが5.0%以上であることを特徴とするチタン合金。
- 下記の組成:
アルミニウム:3.5〜6.25wt%、
バナジウム :3.0〜4.5wt%、
クロム :3.8wt%以下、
マンガン :2.0wt%以下、
鉄 :1.0wt%以下、
酸素 :0.2wt%より大で0.3wt%以下、
チタン :残部
クロム、マンガン、鉄の合計含有量:2.0〜3.5wt%
から成ることを特徴とするチタン合金。 - 請求項74において、アルミニウム含有量が5.0〜6.0wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項74において、バナジウム含有量が3.3〜4.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項74において、マンガン含有量が1.5wt%以下であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項74において、マンガン含有量が0.75〜1.25wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項74において、クロム含有量が1.0〜2.5wt%であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項74において、鋳造したままの状態での降伏強さが930MPa以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項74において、鋳造したままの状態での伸びが5.0%以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項74において、鋳造したままの状態での引張強さが1068MPa以上であることを特徴とするチタン合金。
- 請求項74において、更に窒素を0.05wt%以下含有することを特徴とするチタン合金。
- 請求項83において、更に炭素を0.1wt%以下含有することを特徴とするチタン合金。
- 請求項84において、更に他の元素を、個々の含有量0.1wt%以下、合計含有量0.4wt%以下含有することを特徴とするチタン合金。
- チタン合金の製造方法において、
チタン材料を用意し、
上記チタン材料に、上記チタン合金のマンガン含有量が0.75〜1.25wt%、クロム含有量が3.8wt%以下、鉄含有量が1.0wt%以下、かつクロム、マンガン、鉄の合計含有量が1.0〜5.0wt%となるように、クロム、マンガン、鉄を配合することを特徴とする方法。 - 請求項86において、上記チタン材料がアルミニウムを上記チタン合金の3.5〜6.25wt%含有していることを特徴とする方法。
- 請求項86において、上記チタン材料がバナジウムを上記チタン合金の3.0〜4.5wt%含有していることを特徴とする方法。
- 請求項86において、上記チタン材料が市販の純チタンであることを特徴とする方法。
- 請求項89において、上記チタン材料に、上記チタン合金のアルミニウム含有量が3.5〜6.25wt%となるように、アルミニウムを配合することを特徴とする方法。
- 請求項89において、上記チタン材料に、上記チタン合金のバナジウム含有量が3.0〜4.5wt%となるように、バナジウムを配合することを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/933,638 US20060045789A1 (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | High strength low cost titanium and method for making same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006070362A true JP2006070362A (ja) | 2006-03-16 |
Family
ID=35241019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005233129A Pending JP2006070362A (ja) | 2004-09-02 | 2005-08-11 | チタン合金およびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060045789A1 (ja) |
EP (1) | EP1632581A1 (ja) |
JP (1) | JP2006070362A (ja) |
CN (1) | CN1743482A (ja) |
TW (1) | TW200641148A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015148016A (ja) * | 2015-03-11 | 2015-08-20 | テイタニウム メタルス コーポレイシヨンTitanium Metals Corporation | 良好な弾道及び機械特性を有する低コストのα−βチタニウム合金 |
JP2020511597A (ja) * | 2017-02-24 | 2020-04-16 | オハイオ・ステイト・イノベーション・ファウンデーション | 付加製造用チタン合金 |
KR102544467B1 (ko) * | 2022-10-05 | 2023-06-20 | 한밭대학교 산학협력단 | 응력부식저항성을 갖는 크롬 첨가 타이타늄 합금 및 이의 제조방법 |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211873C2 (ru) * | 2001-11-22 | 2003-09-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | МЕТАСТАБИЛЬНЫЙ β-ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ |
US20040221929A1 (en) | 2003-05-09 | 2004-11-11 | Hebda John J. | Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby |
US7837812B2 (en) | 2004-05-21 | 2010-11-23 | Ati Properties, Inc. | Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging |
CN101397620B (zh) * | 2007-09-26 | 2010-07-28 | 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 | 一种低密度铸造钛合金材料 |
KR20120031065A (ko) | 2009-06-29 | 2012-03-29 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 내피로성 주조 티타늄 합금 물품 |
US10053758B2 (en) | 2010-01-22 | 2018-08-21 | Ati Properties Llc | Production of high strength titanium |
US9255316B2 (en) | 2010-07-19 | 2016-02-09 | Ati Properties, Inc. | Processing of α+β titanium alloys |
US9631261B2 (en) | 2010-08-05 | 2017-04-25 | Titanium Metals Corporation | Low-cost alpha-beta titanium alloy with good ballistic and mechanical properties |
US9206497B2 (en) | 2010-09-15 | 2015-12-08 | Ati Properties, Inc. | Methods for processing titanium alloys |
US8613818B2 (en) | 2010-09-15 | 2013-12-24 | Ati Properties, Inc. | Processing routes for titanium and titanium alloys |
US20120076686A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Ati Properties, Inc. | High strength alpha/beta titanium alloy |
US10513755B2 (en) | 2010-09-23 | 2019-12-24 | Ati Properties Llc | High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock |
CN102041408B (zh) * | 2010-12-29 | 2012-11-28 | 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 | 一种高尔夫球头用高弹钛合金材料 |
WO2012115243A1 (ja) | 2011-02-24 | 2012-08-30 | 新日本製鐵株式会社 | 冷間でのコイル取扱性に優れた高強度α+β型チタン合金熱延板及びその製造方法 |
US8652400B2 (en) | 2011-06-01 | 2014-02-18 | Ati Properties, Inc. | Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys |
US9869003B2 (en) | 2013-02-26 | 2018-01-16 | Ati Properties Llc | Methods for processing alloys |
US9192981B2 (en) | 2013-03-11 | 2015-11-24 | Ati Properties, Inc. | Thermomechanical processing of high strength non-magnetic corrosion resistant material |
US9777361B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-10-03 | Ati Properties Llc | Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys |
CN104436578B (zh) | 2013-09-16 | 2018-01-26 | 大田精密工业股份有限公司 | 高尔夫球杆头及其低密度合金 |
CN104550949A (zh) * | 2013-10-24 | 2015-04-29 | 中国科学院金属研究所 | 一种电子束快速成形Ti-6Al-4V三维金属零件的方法 |
US11111552B2 (en) | 2013-11-12 | 2021-09-07 | Ati Properties Llc | Methods for processing metal alloys |
CN104372203A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-02-25 | 上海大学 | 一种新型α钛合金及其板材和棒材的制备方法 |
US10094003B2 (en) | 2015-01-12 | 2018-10-09 | Ati Properties Llc | Titanium alloy |
JP6460890B2 (ja) * | 2015-04-06 | 2019-01-30 | アマノ株式会社 | 荷電装置及び電気集塵機 |
US10502252B2 (en) | 2015-11-23 | 2019-12-10 | Ati Properties Llc | Processing of alpha-beta titanium alloys |
CN110257668B (zh) * | 2019-07-31 | 2021-03-26 | 西北有色金属研究院 | 一种高性能、低成本钛合金 |
CN114351004A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-15 | 温州大学 | 一种电弧增材用低成本钛合金丝材及其结构件的制造方法 |
CN114525429B (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-02 | 北京煜鼎增材制造研究院有限公司 | 一种高强钛合金及其增材制备方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2906654A (en) * | 1954-09-23 | 1959-09-29 | Abkowitz Stanley | Heat treated titanium-aluminumvanadium alloy |
US2754204A (en) * | 1954-12-31 | 1956-07-10 | Rem Cru Titanium Inc | Titanium base alloys |
US2892706A (en) * | 1955-11-04 | 1959-06-30 | Crucible Steel Co America | Titanium base alloys |
US2992094A (en) * | 1959-03-23 | 1961-07-11 | Titanium Metals Corp | Reclaiming scrap titanium |
US3933473A (en) * | 1973-10-19 | 1976-01-20 | Airco, Inc. | Method for recovering a usable alloy from titanium scrap |
US4108644A (en) * | 1976-11-11 | 1978-08-22 | Viking Metallurgical Corp. | Manufacture of reactive metals and alloys |
US4299626A (en) * | 1980-09-08 | 1981-11-10 | Rockwell International Corporation | Titanium base alloy for superplastic forming |
US4898624A (en) * | 1988-06-07 | 1990-02-06 | Aluminum Company Of America | High performance Ti-6A1-4V forgings |
US4943412A (en) * | 1989-05-01 | 1990-07-24 | Timet | High strength alpha-beta titanium-base alloy |
JP2631318B2 (ja) * | 1989-07-06 | 1997-07-16 | 本田技研工業株式会社 | 焼結Ti合金 |
US5362441A (en) * | 1989-07-10 | 1994-11-08 | Nkk Corporation | Ti-Al-V-Mo-O alloys with an iron group element |
EP0408313B1 (en) * | 1989-07-10 | 1995-12-27 | Nkk Corporation | Titanium base alloy and method of superplastic forming thereof |
JPH04103737A (ja) * | 1990-08-22 | 1992-04-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高強度高靭性チタン合金およびその製造方法 |
JPH059629A (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高靱性チタン合金とその製造方法 |
US5219521A (en) * | 1991-07-29 | 1993-06-15 | Titanium Metals Corporation | Alpha-beta titanium-base alloy and method for processing thereof |
US5332545A (en) * | 1993-03-30 | 1994-07-26 | Rmi Titanium Company | Method of making low cost Ti-6A1-4V ballistic alloy |
JP2608688B2 (ja) * | 1994-11-29 | 1997-05-07 | 防衛庁技術研究本部長 | 高強度高延性Ti合金 |
US5759484A (en) * | 1994-11-29 | 1998-06-02 | Director General Of The Technical Research And Developent Institute, Japan Defense Agency | High strength and high ductility titanium alloy |
US5861070A (en) * | 1996-02-27 | 1999-01-19 | Oregon Metallurgical Corporation | Titanium-aluminum-vanadium alloys and products made using such alloys |
US5980655A (en) * | 1997-04-10 | 1999-11-09 | Oremet-Wah Chang | Titanium-aluminum-vanadium alloys and products made therefrom |
US6132209A (en) * | 1999-04-13 | 2000-10-17 | Tp Orthodontics, Inc. | Orthodontic wire |
JP2001152268A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Daido Steel Co Ltd | 高強度チタン合金 |
US6635098B2 (en) * | 2001-02-12 | 2003-10-21 | Dynamet Technology, Inc. | Low cost feedstock for titanium casting, extrusion and forging |
US6786985B2 (en) * | 2002-05-09 | 2004-09-07 | Titanium Metals Corp. | Alpha-beta Ti-Ai-V-Mo-Fe alloy |
-
2004
- 2004-09-02 US US10/933,638 patent/US20060045789A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-05-17 TW TW094115909A patent/TW200641148A/zh unknown
- 2005-06-16 CN CN200510077410.7A patent/CN1743482A/zh active Pending
- 2005-08-11 JP JP2005233129A patent/JP2006070362A/ja active Pending
- 2005-08-29 EP EP05090250A patent/EP1632581A1/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015148016A (ja) * | 2015-03-11 | 2015-08-20 | テイタニウム メタルス コーポレイシヨンTitanium Metals Corporation | 良好な弾道及び機械特性を有する低コストのα−βチタニウム合金 |
JP2020511597A (ja) * | 2017-02-24 | 2020-04-16 | オハイオ・ステイト・イノベーション・ファウンデーション | 付加製造用チタン合金 |
KR102544467B1 (ko) * | 2022-10-05 | 2023-06-20 | 한밭대학교 산학협력단 | 응력부식저항성을 갖는 크롬 첨가 타이타늄 합금 및 이의 제조방법 |
WO2024075894A1 (ko) * | 2022-10-05 | 2024-04-11 | 한밭대학교 산학협력단 | 응력부식저항성을 갖는 크롬 첨가 타이타늄 합금 및 이의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200641148A (en) | 2006-12-01 |
CN1743482A (zh) | 2006-03-08 |
EP1632581A1 (en) | 2006-03-08 |
US20060045789A1 (en) | 2006-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006070362A (ja) | チタン合金およびその製造方法 | |
Shi et al. | Design biodegradable Zn alloys: Second phases and their significant influences on alloy properties | |
EP2770081B1 (en) | Nickel-base alloys and methods of heat treating nickel base alloys | |
TWI631222B (zh) | 高強度α/β鈦合金 | |
JP3319195B2 (ja) | α+β型チタン合金の高靱化方法 | |
US20040170523A1 (en) | Casting alloy | |
CN101386932A (zh) | 低密度钛合金、高尔夫球头以及制造低密度钛合金部件的方法 | |
JP2012041627A (ja) | Co基合金 | |
EP1842933B1 (en) | Beta-type titanium alloy and product thereof | |
JPH10140304A (ja) | マグネシウム合金の熱処理方法 | |
CN113737071A (zh) | 耐热镁合金及其制备方法与应用 | |
JP2001517735A (ja) | アルミニウム系合金及びその熱処理方法 | |
JPH0641623B2 (ja) | 制御された膨張の合金 | |
CN116676521A (zh) | 一种具有非均匀晶粒异质结构CrCoNi基中熵合金及其制备方法 | |
KR910008004B1 (ko) | 동(銅)을 기본으로 한 고강도 형상기억합금과 그 제조방법 | |
JP2005060821A (ja) | β型チタン合金およびβ型チタン合金製の部品 | |
KR102245612B1 (ko) | 우수한 기계적 특성을 가지는 저비용 Ti-Al-Fe-Sn계 타이타늄 합금 | |
CN110669972B (zh) | 一种高强耐蚀镁合金及其制备方法 | |
CN108950330B (zh) | 一种高热稳定性铝合金及其制备工艺 | |
JP2006063437A (ja) | 弾性率65GPa以下の低弾性βチタン合金およびその製造方法 | |
JP2002235133A (ja) | β型チタン合金 | |
JPS616244A (ja) | 微細結晶粒高強度成形加工用合金とその製造法 | |
JPH04224643A (ja) | 形状記憶合金およびその製造法 | |
CN102605211A (zh) | 一种低密度高强度高塑性钛合金 | |
EP0856589A1 (en) | Age hardenable / controlled thermal expansion alloy |