JP2569710B2 - 常温靱性を有するＴｉ−Ａ▲ｌ▼系金属間化合物型鋳造合金 - Google Patents
常温靱性を有するＴｉ−Ａ▲ｌ▼系金属間化合物型鋳造合金Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、常温靭性を有し、かつ軽量にして、高温
強度および耐熱性にすぐれたTi−Al系金属間化合物型鋳
造合金に関するものである。
強度および耐熱性にすぐれたTi−Al系金属間化合物型鋳
造合金に関するものである。
近年、軽量にして、高温強度および耐熱性にすぐれた
鋳造合金として、例えば米国特許第4294615号明細書に
記載されるように、 Al:30〜36％、 を含有し、さらに必要に応じて、 V:4％以下、 を含有し、残りがTiと不可避不純物からなる組成（以上
重量％、以下％は重量％を示す）を有するTi−Al系金属
間化合物型鋳造合金が提案されている。
鋳造合金として、例えば米国特許第4294615号明細書に
記載されるように、 Al:30〜36％、 を含有し、さらに必要に応じて、 V:4％以下、 を含有し、残りがTiと不可避不純物からなる組成（以上
重量％、以下％は重量％を示す）を有するTi−Al系金属
間化合物型鋳造合金が提案されている。
上記の通り、上記従来Ti−Al系金属間化合物型鋳造合
金は、すぐれた特性を有するので、これらの特性が要求
される、例えば自動車や特殊車輌の過給器用タービンホ
イールやガスタービンのタービンブレードなどの製造に
適用する試みがなされたが、この合金は常温において非
常に脆いために、実用化が不可能であるのが現状であ
る。
金は、すぐれた特性を有するので、これらの特性が要求
される、例えば自動車や特殊車輌の過給器用タービンホ
イールやガスタービンのタービンブレードなどの製造に
適用する試みがなされたが、この合金は常温において非
常に脆いために、実用化が不可能であるのが現状であ
る。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特に
上記の従来Ti−Al系金属間化合物型鋳造合金に着目し、
これに常温靭性を付与すべく研究を行なった結果、上記
従来Ti−Al系金属間化合物型鋳造合金においては、組織
がTiAl単相、あるいはTiAl相とTi3Al相の２相混合組織
を有し、破壊が粒界にそって進行するので脆いが、これ
に合金成分としてReを添加含有させると、前記組織を保
持した状態で、粒界が強化されるようになり、この結果
合金は靭性をもつようになるという知見を得たのであ
る。
上記の従来Ti−Al系金属間化合物型鋳造合金に着目し、
これに常温靭性を付与すべく研究を行なった結果、上記
従来Ti−Al系金属間化合物型鋳造合金においては、組織
がTiAl単相、あるいはTiAl相とTi3Al相の２相混合組織
を有し、破壊が粒界にそって進行するので脆いが、これ
に合金成分としてReを添加含有させると、前記組織を保
持した状態で、粒界が強化されるようになり、この結果
合金は靭性をもつようになるという知見を得たのであ
る。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたもので、 Al:30〜38％、Re:0.01〜３％、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） Si:0.01〜１％および／またはC:0.01〜0.2％、 （ｂ） Ta,Zn,Nb,Zr、およびHfのうちの１種または２
種以上:0.1〜５％未満、 以上（ａ）および（ｂ）のいずれか、あるいは両方を
含有し、残りがTiと不可避不純物からなる組成をもった
常温靭性を有するTi−Al系金属間化合物型鋳造合金に特
徴を有するものである。
種以上:0.1〜５％未満、 以上（ａ）および（ｂ）のいずれか、あるいは両方を
含有し、残りがTiと不可避不純物からなる組成をもった
常温靭性を有するTi−Al系金属間化合物型鋳造合金に特
徴を有するものである。
つぎに、この発明の鋳造合金において、成分組成を上
記の通りに限定した理由を説明する。
記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） Al その含有量が30％未満では、相対的にTiの含有量が多
くなって、TiAlマトリックス相に対するTi3Al相が多く
なりすぎ、一方その含有量が38％を越えると、TiAl相中
のAl濃度が高くなり、場合によってはTiAl2相が析出す
るようになり、いずれの場合も合金は著しく硬化し、脆
化するようになることから、その含有量を30〜38％と定
めた。
くなって、TiAlマトリックス相に対するTi3Al相が多く
なりすぎ、一方その含有量が38％を越えると、TiAl相中
のAl濃度が高くなり、場合によってはTiAl2相が析出す
るようになり、いずれの場合も合金は著しく硬化し、脆
化するようになることから、その含有量を30〜38％と定
めた。
（ｂ） Re Re成分には、上記の通り粒界を強化し、もって合金が
靭性を具備するようになる作用があるが、その含有量が
0.01％未満では所望の靭性付与効果が得られず、一方そ
の含有量が３％を越えるとマトリックス組織が影響され
るようになり、合金脆化の原因となることから、その含
有量を0.01〜３％と定めた。
靭性を具備するようになる作用があるが、その含有量が
0.01％未満では所望の靭性付与効果が得られず、一方そ
の含有量が３％を越えるとマトリックス組織が影響され
るようになり、合金脆化の原因となることから、その含
有量を0.01〜３％と定めた。
（ｃ） SiおよびＣ これらの成分には、Reとの共存において粒界強化を一
段と促進する作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有量がそれぞれ0.01％未満では、所望の粒界
強化促進作用が得られず、一方、その含有量がSi:1％、
C:0.2％をそれぞれ越えると、合金が脆化するようにな
ることから、その含有量をSi:0.01〜１％、C:0.01〜0.2
％と定めた。
段と促進する作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有量がそれぞれ0.01％未満では、所望の粒界
強化促進作用が得られず、一方、その含有量がSi:1％、
C:0.2％をそれぞれ越えると、合金が脆化するようにな
ることから、その含有量をSi:0.01〜１％、C:0.01〜0.2
％と定めた。
（ｄ） Ta,Zn,Nb,ZrおよびHf（以下、これらを総称し
て強度向上成分という） これらの成分には、合金の強度を向上させる作用があ
るので、必要に応じて含有されるが、その含有量が0.1
％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その含
有量が５％以上になると常温靭性が低下するようになる
ことから、その含 有量を0.1〜５％未満と定めた。
て強度向上成分という） これらの成分には、合金の強度を向上させる作用があ
るので、必要に応じて含有されるが、その含有量が0.1
％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その含
有量が５％以上になると常温靭性が低下するようになる
ことから、その含 有量を0.1〜５％未満と定めた。
つぎに、この発明の鋳造合金を実施例により具体的に
説明する。
説明する。
通常のアーク溶解炉を用い、Ar雰囲気中でそれぞれ第
１表に示される組成を有する合金溶湯を調製し、セラミ
ックス鋳型に遠心鋳造して直径:12mm×長さ:70mmの寸法
をもった本発明鋳造合金１〜12および従来鋳造合金１〜
５をそれぞれ製造した。
１表に示される組成を有する合金溶湯を調製し、セラミ
ックス鋳型に遠心鋳造して直径:12mm×長さ:70mmの寸法
をもった本発明鋳造合金１〜12および従来鋳造合金１〜
５をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた各種の鋳造丸棒から、機械
加工にて直径:6mm×30mmの標点間距離を有する試験片を
切出し、常温引張試験に供し、引張強さと伸びを測定
し、常温強度と常温靭性を評価した。これらの結果を第
１表に示した。
加工にて直径:6mm×30mmの標点間距離を有する試験片を
切出し、常温引張試験に供し、引張強さと伸びを測定
し、常温強度と常温靭性を評価した。これらの結果を第
１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明鋳造合金１〜12
は、いずれもReの含有によって常温靭性を有し、かつ従
来鋳造合金１〜５と同等あるいはこれ以上の常温強度を
有するのに対して、従来鋳造合金１〜５は、いずれもほ
とんど靭性を具備せず、脆いものであることが明らかで
ある。
は、いずれもReの含有によって常温靭性を有し、かつ従
来鋳造合金１〜５と同等あるいはこれ以上の常温強度を
有するのに対して、従来鋳造合金１〜５は、いずれもほ
とんど靭性を具備せず、脆いものであることが明らかで
ある。
上述のように、この発明のTi−Al系金属間化合物型鋳
造合金は、従来Ti−Al系金属間化合物型鋳造合金と同等
の軽量にして、高温強度および耐熱性にすぐれた特性を
具備した上で、さらに常温靭性を有するので、これらの
特性が要求される各種のタービンホイールやタービンブ
レードなどへの実用化を可能とするものである。
造合金は、従来Ti−Al系金属間化合物型鋳造合金と同等
の軽量にして、高温強度および耐熱性にすぐれた特性を
具備した上で、さらに常温靭性を有するので、これらの
特性が要求される各種のタービンホイールやタービンブ
レードなどへの実用化を可能とするものである。
Claims (4)
- 【請求項１】Al:30〜38％、Re:0.01〜３％、 を含有し、残りがTiと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）を有することを特徴とする常温靭性を有するTi
−Al系金属間化合物型鋳造合金。 - 【請求項２】Al:30〜38％、Re:0.01〜３％、 を含有し、さらに、 Si:0.01〜１％および／またはC:0.01〜0.2％、 を含有し、残りがTiと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）を有することを特徴とする常温靭性を有するTi
−Al系金属間化合物型鋳造合金。 - 【請求項３】Al:30〜38％、Re:0.01〜３％、 を含有し、さらに、 Ta,Zn,Nb,Zr、およびHfのうちの１種または２種以上:0.
1〜５％未満、 を含有し、残りがTiと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）を有することを特徴とする常温靭性を有するTi
−Al系金属間化合物型鋳造合金。 - 【請求項４】Al:30〜38％、Re:0.01〜３％、 を含有し、さらに、 Si:0.01〜１％および／またはC:0.01〜0.2％、 Ta,Zn,Nb,Zr、およびHfのうちの１種または２種以上:0.
1〜５％未満、 を含有し、残りがTiと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）を有することを特徴とする常温靭性を有するTi
−Al系金属間化合物型鋳造合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63082830A JP2569710B2 (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | 常温靱性を有するＴｉ−Ａ▲ｌ▼系金属間化合物型鋳造合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63082830A JP2569710B2 (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | 常温靱性を有するＴｉ−Ａ▲ｌ▼系金属間化合物型鋳造合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255632A JPH01255632A (ja) | 1989-10-12 |
| JP2569710B2 true JP2569710B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=13785318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63082830A Expired - Lifetime JP2569710B2 (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | 常温靱性を有するＴｉ−Ａ▲ｌ▼系金属間化合物型鋳造合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569710B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104060125A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-09-24 | 林娟娟 | 一种发动机叶片的热处理方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2510141B2 (ja) * | 1989-08-18 | 1996-06-26 | 日産自動車株式会社 | Ｔｉ―Ａｌ系軽量耐熱材料 |
| DE59106459D1 (de) * | 1990-05-04 | 1995-10-19 | Asea Brown Boveri | Hochtemperaturlegierung für Maschinenbauteile auf der Basis von dotiertem Titanaluminid. |
| JP2678083B2 (ja) * | 1990-08-28 | 1997-11-17 | 日産自動車株式会社 | Ｔｉ―Ａｌ系軽量耐熱材料 |
| JPH0543958A (ja) * | 1991-01-17 | 1993-02-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 耐酸化性チタニウムアルミナイドの製造方法 |
| US5264051A (en) * | 1991-12-02 | 1993-11-23 | General Electric Company | Cast gamma titanium aluminum alloys modified by chromium, niobium, and silicon, and method of preparation |
| FR2732038B1 (fr) * | 1995-03-24 | 1997-06-06 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Alliage intermetallique a base d'aluminiure de titane pour la fonderie |
| US5908516A (en) * | 1996-08-28 | 1999-06-01 | Nguyen-Dinh; Xuan | Titanium Aluminide alloys containing Boron, Chromium, Silicon and Tungsten |
| JP2000192176A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-07-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 耐異物衝撃性に優れたＴｉ―Ａｌ系合金およびタ―ビン部品 |
| FR2868791B1 (fr) * | 2004-04-07 | 2006-07-14 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Alliage titane-aluminium ductile a chaud |
| CN102181748B (zh) * | 2011-05-26 | 2013-01-02 | 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 | 一种室温塑性及铸造流动性能优异的钛铝基合金及其制法 |
| CN108842099A (zh) * | 2018-10-08 | 2018-11-20 | 广州宇智科技有限公司 | 一种轻量化火车制动系统紧固件用钛合金及其加工工艺 |
| CN115627386B (zh) * | 2022-11-07 | 2023-10-24 | 西北工业大学 | 一种适用于轧制变形的TiAlRe合金及其轧制方法 |
| CN115725874B (zh) * | 2022-11-22 | 2023-11-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种兼具强度和塑性的TiAlCrRe合金及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0735554B2 (ja) * | 1986-10-31 | 1995-04-19 | 大同特殊鋼株式会社 | Ｔｉ−Ａｌ系粉末冶金用合金 |
| JP2588889B2 (ja) * | 1987-04-02 | 1997-03-12 | 住友軽金属工業株式会社 | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物部材の成形法 |
-
1988
- 1988-04-04 JP JP63082830A patent/JP2569710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104060125A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-09-24 | 林娟娟 | 一种发动机叶片的热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01255632A (ja) | 1989-10-12 |
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