JP3054697B2 - Method for producing Ti-Al alloy - Google Patents

Method for producing Ti-Al alloy

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JP3054697B2
JP3054697B2 JP10184384A JP18438498A JP3054697B2 JP 3054697 B2 JP3054697 B2 JP 3054697B2 JP 10184384 A JP10184384 A JP 10184384A JP 18438498 A JP18438498 A JP 18438498A JP 3054697 B2 JP3054697 B2 JP 3054697B2
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based alloy
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正治 山口
晴行 乾
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、主にTiAlおよび
TiAl3 の金属間化合物からなるTi−Al系合金の製造方法
に関する。このTi−Al系合金は、ジェットエンジンおよ
び陸上タービンのコンプレッサー並びにタービンのブレ
ードおよびベーンの他、自動車エンジンの排気バルブお
よびピストンや、ロケット、超音速航空機および宇宙航
空機のエンジン並びに耐熱構造材、さらにはボイラーの
耐熱管並びに耐熱構造材など、新しい軽量耐熱材料とし
ての用途が期待される。
TECHNICAL FIELD The present invention mainly relates to TiAl and
The present invention relates to a method for producing a Ti—Al-based alloy comprising an intermetallic compound of TiAl 3 . This Ti-Al alloy is used not only for jet engines and terrestrial turbine compressors and turbine blades and vanes, but also for automobile engine exhaust valves and pistons, rockets, supersonic aircraft and spacecraft engines and heat-resistant structural materials, It is expected to be used as a new lightweight heat-resistant material, such as heat-resistant tubes for boilers and heat-resistant structural materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、高圧タービンのブレードおよび
ベーンに供される超合金として、よく知られているNi基
超合金には、一方向凝固技術による鋳造材料が用いられ
るのが、通例である。すなわち、一方向凝固技術は、図
1に示すように、高周波コイル1にて加熱されたるつぼ
2に、溶融金属3を装入し、該るつぼ2の下端を冷却水
4にて強制的に冷却することによって、溶融金属3を一
方向に凝固させる、手法である。なお、5は、溶融金属
3の凝固に応じて高周波コイル1を移動するための駆動
用ねじである。
2. Description of the Related Art For example, a well-known Ni-based superalloy used as a superalloy for blades and vanes of a high-pressure turbine generally uses a casting material obtained by a unidirectional solidification technique. That is, in the unidirectional solidification technique, as shown in FIG. 1, a molten metal 3 is charged into a crucible 2 heated by a high-frequency coil 1, and the lower end of the crucible 2 is forcibly cooled by cooling water 4. In this method, the molten metal 3 is solidified in one direction. Reference numeral 5 denotes a driving screw for moving the high-frequency coil 1 in accordance with solidification of the molten metal 3.

【0003】ここで、重要なことは、個々の柱状結晶粒
を構成するNi合金相および金属間化合物であるNi3Al 相
が共晶凝固して溶湯中から直接晶出すること、かつ両相
が共に立方晶の構造であるから、<001>方向が凝固
方向に配向して成長すること、である。この<001>
方向は、耐クリープ性の高い方位であるため、Ni基超合
金の一方向凝固材は、必然的に優れたクリープ強度を有
することになる。
What is important here is that the Ni alloy phase and the Ni 3 Al phase, which is an intermetallic compound, constituting the individual columnar crystal grains are eutectic solidified and crystallized directly from the molten metal. Are both cubic structures, and grow with the <001> direction oriented in the solidification direction. This <001>
Since the direction is a direction with high creep resistance, the unidirectionally solidified material of the Ni-based superalloy necessarily has excellent creep strength.

【0004】このように、一方向凝固技術によって得ら
れるNi基超合金は、とりわけ優れたクリープ強度を有す
ることから、近年、この一方向凝固技術をTi−Al系合金
についても適用することが検討されている。
As described above, Ni-based superalloys obtained by the directional solidification technique have particularly excellent creep strength. Therefore, in recent years, application of this directional solidification technique to Ti-Al alloys has been studied. Have been.

【0005】すなわち、Ti−Al系合金を通常の溶解鋳造
凝固法により製造すると、得られる鋳片は、γ相および
α2 相からなるラメラ組織を有する結晶粒がランダムに
配向した組織となる。このラメラ粒の機械的性質は、極
めて異方性が強いため、ラメラ粒がランダムに配向され
ると、とくに常温延性に乏しいものとなる。
[0005] That is, when a Ti-Al-based alloy is produced by a usual melt-casting solidification method, the obtained slab has a structure in which crystal grains having a lamellar structure composed of a γ phase and an α 2 phase are randomly oriented. Since the mechanical properties of the lamella grains are extremely strong in anisotropy, if the lamella grains are randomly oriented, the ductility is particularly poor at room temperature.

【0006】一方、ラメラ組織の界面を引張り応力の加
わる方向に揃えれば、少なくとも常温延性および常温か
ら900 ℃程度までの温度範囲における降伏強さを両立で
きることが、予想される。従って、Ti−Al系合金を一方
向凝固技術にて製造し、例えば図2に示すインゴットの
ように、ラメラ組織の界面を凝固方向に揃えることがで
きれば、優れた常温延性に優れた高温強度特性を併せ持
つTi−Al系合金の提供が実現するのである。
On the other hand, if the interface of the lamellar structure is aligned in the direction in which tensile stress is applied, it is expected that at least room temperature ductility and yield strength in the temperature range from room temperature to about 900 ° C. can be compatible. Therefore, if a Ti-Al-based alloy is manufactured by the unidirectional solidification technique and the interface of the lamellar structure can be aligned in the solidification direction, for example, as in the ingot shown in FIG. Thus, the provision of a Ti-Al-based alloy having the following characteristics can be realized.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ti−Al
系合金に一方向凝固技術を単に適用すると、図3に示す
インゴットのように、ラメラ粒が極端に粗大化するとと
もに、個々のラメラ粒のラメラ界面が凝固方向と垂直に
配向する傾向が強くなり、図2に示した組織を得ること
はできない。なお、図3に示した組織は、インゴットの
凝固方向に応力が作用した場合に、極めて脆弱である。
SUMMARY OF THE INVENTION However, Ti-Al
When the unidirectional solidification technique is simply applied to the base alloy, the lamellar grains become extremely coarse and the lamellar interface of the individual lamellar grains tends to be oriented perpendicular to the solidification direction, as in the ingot shown in FIG. However, the tissue shown in FIG. 2 cannot be obtained. Note that the structure shown in FIG. 3 is extremely fragile when stress acts in the solidification direction of the ingot.

【0008】ここで、Ti−Al系合金の場合、その凝固過
程において、最終的な(γ+α2 )の2相のラメラ組織
が形成されるまでには、合金成分および凝固条件によっ
て、1または2の包晶反応と、β→β+α→αおよびα
→α+γなる固相反応と、が関与する。なお、β相はTi
を主成分とする固溶体相、α相はα2 相の不規則相であ
る。
Here, in the case of a Ti—Al alloy, during the solidification process, 1 or 2 depending on the alloy components and solidification conditions, until the final (γ + α 2 ) two-phase lamellar structure is formed. Reaction of β → β + α → α and α
→ solid state reaction of α + γ is involved. The β phase is Ti
Is a solid solution phase containing α as a main component, and α phase is an irregular phase of α 2 phase.

【0009】従って、一方向凝固過程において、上記の
2反応を状態図に基づいて制御して、図2に示した一方
向凝固組織を得る必要があり、この制御は極めて難し
く、Ni基超合金における一方向凝固技術を単に模倣する
ことでは、その実現は困難であった。すなわち、Ti−Al
系合金を対象とした一方向凝固については、確立された
技術がないのである。
Therefore, in the directional solidification process, it is necessary to control the above two reactions on the basis of a phase diagram to obtain the directional solidified structure shown in FIG. It has been difficult to achieve this by simply imitating the unidirectional solidification technology in the above. That is, Ti-Al
There is no established technology for directional solidification of alloys.

【0010】そこで、この発明は、Ti−Al系合金におけ
る一方向凝固技術を確立することによって、優れた常温
延性および高温強度特性を併せ持つTi−Al系合金を提供
しようとするするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a Ti-Al-based alloy having both excellent room-temperature ductility and high-temperature strength characteristics by establishing a unidirectional solidification technique for a Ti-Al-based alloy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】発明者らは、ラメラ粒の
極端な粗大化を抑制し、個々のラメラ粒のラメラ組織の
界面を凝固方向に揃えた配向を実現するための方途を鋭
意検討したところ、成分組成並びに一方向凝固条件を規
制することによって、所期した組織が得られることを見
出し、ここに始めてTi−Al系合金の一方向凝固材の提供
が可能となった。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have intensively studied a method for suppressing extreme coarsening of lamella grains and realizing an orientation in which the interface of the lamella structure of each lamella grain is aligned with the solidification direction. As a result, it was found that a desired structure could be obtained by regulating the component composition and the directional solidification conditions, and for the first time, it was possible to provide a directional solidified material of a Ti-Al-based alloy.

【0012】[0012]

【0013】すなわち、この発明は、Al:45.0〜47.5at
%を含み、さらにCr、Mo、W、V、Nb、Ta、MnおよびRe
から選ばれる1種または2種以上を合計で0.5 〜 2.0at
%、そしてB、C、SiおよびNから選ばれる1種または
2種以上を合計で0.2 〜 1.0at%、含有する、Ti溶湯
を、10〜80℃/cmの固液界面の温度勾配の下に、50〜25
0 mm/hの凝固速度で一方向凝固させることを特徴とす
るTi−Al系合金の製造方法である。
That is, the present invention relates to Al: 45.0 to 47.5 atm.
%, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Mn and Re
One or more selected from the group consisting of 0.5 to 2.0at in total
% And a total of 0.2 to 1.0 at% of one or more selected from B, C, Si and N, and a Ti melt under a temperature gradient of 10 to 80 ° C./cm at the solid-liquid interface. , 50-25
This is a method for producing a Ti-Al-based alloy, characterized by unidirectional solidification at a solidification rate of 0 mm / h.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】さて、Ti−Al系合金の一方向凝固
において、まずα相を初晶として凝固が始まると、稠密
六方構造であるα相の(0001)面が凝固方向に垂直
に配向するため、α相とγ相との結晶方位関係に従っ
て、γ相の{111}面が凝固方向に配向する結果、図
3に示したような配向の組織となる。この問題を解消す
るには、β相が初晶として優勢となる成分組成を選択す
ることが肝要であり、その成分組成について、次に詳し
く述べる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the directional solidification of a Ti-Al-based alloy, when solidification starts with the α phase as a primary crystal, the (0001) plane of the α phase having a dense hexagonal structure is perpendicular to the solidification direction. Due to the orientation, the {111} plane of the γ phase is oriented in the solidification direction in accordance with the crystal orientation relationship between the α phase and the γ phase, resulting in a texture having the orientation shown in FIG. In order to solve this problem, it is important to select a component composition in which the β phase predominates as a primary crystal, and the component composition will be described in detail below.

【0015】ここで、図4に、Ti−(44〜56at%)Al−
2at%Mo合金について、Ti−Al−Mo3元状態図とScheil
のモデルにより計算した、100 %凝固時の各構成相の体
積率を示す。同図から、Moを2at%で添加する場合、つ
まり第3成分を添加する場合、β相の割合を少なくとも
50 vol%確保するためには、Al濃度を47.5at%以下にす
る必要のあることがわかる。同様に、Moを添加しない場
合を調査したところ、β相の割合を50 vol%以上にする
ためには、Al濃度は44at%以下にする必要のあることが
判明した。一方、Al濃度が45.0at%未満になると、良好
な機械的性質を得られないことも確認した。
FIG. 4 shows Ti- (44-56 at%) Al-
About 2at% Mo alloy, Ti-Al-Mo ternary phase diagram and Scheil
The volume fraction of each constituent phase at the time of 100% solidification, calculated by the model shown in FIG. From the figure, it can be seen that when Mo is added at 2 at%, that is, when the third component is added, the ratio of β phase is at least
It can be seen that to secure 50 vol%, the Al concentration needs to be 47.5 at% or less. Similarly, when the case where Mo was not added was investigated, it was found that the Al concentration had to be 44 at% or less in order to make the ratio of the β phase 50 vol% or more. On the other hand, it was also confirmed that when the Al concentration was less than 45.0 at%, good mechanical properties could not be obtained.

【0016】従って、機械的性質を犠牲にすることなし
に、つまりAl濃度:45.0at%以上の下に、β相を少なく
とも50 vol%確保するためには、第3成分を添加した上
でAl濃度を47.5at%以下に規制する必要がある。
Therefore, in order to secure at least 50 vol% of the β phase without sacrificing the mechanical properties, that is, at an Al concentration of 45.0 at% or more, it is necessary to add the third component to the aluminum alloy. It is necessary to regulate the concentration to 47.5at% or less.

【0017】さらに、第3成分には、β相を安定化する
こと、さらに当該第3元素を含む3元系のTi−Al2元系
近傍の液相面の傾向を検討した結果、同様の作用効果を
有する、Cr、Mo、W、V、Nb、Ta、MnおよびReから選ば
れる1種または2種以上を、使用する。
Further, the β component is stabilized in the third component, and the tendency of the liquid phase surface near the ternary Ti—Al binary system containing the third element is examined. One or more selected from Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Mn and Re, which have an effect, are used.

【0018】なお、その含有量は、いずれか1種または
2種以上を合計で0.5 〜 2.0at%とする。なぜなら、0.
5 at%未満では、所期した効果が得られず、一方 2.0at
%をこえると、B2相が出現し易くなる。このB2相
は、体心立方構造をベースとする規則構造を持った金属
間化合物相で、一般に室温付近では脆く、高温では容易
に強度を失って簡単に変形する。従って、その出現によ
って室温延性の低下と共に、高温強度の低下が生じる。
これら不利を回避するには、このB2相の体積率を1.0
〜1.5 vol%に抑制するのが有効であり、そのために
は、添加成分を 2.0at%以下に制限する必要がある。
The content of one or more of them is 0.5 to 2.0 at% in total. Because 0.
If it is less than 5 at%, the desired effect cannot be obtained, while 2.0 at
%, The B2 phase is likely to appear. The B2 phase is an intermetallic compound phase having an ordered structure based on a body-centered cubic structure, and is generally brittle near room temperature, easily loses strength at high temperatures, and easily deforms. Accordingly, the appearance thereof causes a decrease in ductility at room temperature and a decrease in high-temperature strength.
To avoid these disadvantages, the volume fraction of the B2 phase should be 1.0
It is effective to suppress the content to 1.5 vol%, and for that purpose, it is necessary to limit the additive component to 2.0 at% or less.

【0019】以上で述べたところから、Tiに、Al:45.0
〜47.5at%およびCr、Mo、W、V、Nb、Ta、MnおよびRe
から選ばれる1種または2種以上を合計で0.5 〜 2.0at
%添加したものを、基本成分とした。
From the above description, Ti: 45.0
~ 47.5at% and Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Mn and Re
One or more selected from the group consisting of 0.5 to 2.0at in total
% Added was used as a basic component.

【0020】また、Huntのモデルによれば、一般に一方
向凝固時の凝固速度と固液界面の温度勾配との間には、
図5に示す関係があり、凝固速度および固液界面の温度
勾配の値によって、等軸晶、柱状晶または両者の混合状
態での凝固が生じる。ここに、Ti−Al系状態図によれ
ば、α相に対応する図5に示した曲線は、β相に対応す
る同曲線より、図5において左上に位置するのが普通で
あるが、α相に対して優先的に核生成サイトとなる物質
が存在すれば、図6に示すように、α相に対応する同曲
線をβ相に対応する同曲線より右側にシフトさせること
が可能である。この核生成サイトとなる物質としては、
Tiの硼化物、炭化物、窒化物並びに珪化物がある。
According to Hunt's model, generally, between the solidification rate during unidirectional solidification and the temperature gradient at the solid-liquid interface,
There is a relationship shown in FIG. 5, and depending on the value of the solidification rate and the temperature gradient at the solid-liquid interface, solidification occurs in an equiaxed crystal, a columnar crystal, or a mixed state of both. Here, according to the Ti—Al phase diagram, the curve shown in FIG. 5 corresponding to the α phase is usually located at the upper left in FIG. 5 from the same curve corresponding to the β phase. If there is a substance that becomes a nucleation site preferentially to the phase, as shown in FIG. 6, the same curve corresponding to the α phase can be shifted to the right from the same curve corresponding to the β phase. . As a substance that becomes this nucleation site,
There are borides, carbides, nitrides and silicides of Ti.

【0021】そして、図6に斜線で示す領域に適合する
条件にて一方向凝固すれば、図7に示すような、凝固過
程が実現する。すなわち、β相は体心立方晶であるから
<001>方向が凝固方向に配向し、このβ相デンドラ
イト間でα相が微細なTiの硼化物、炭化物、窒化物また
は珪化物を核として、次々と晶出する。晶出するα相
は、相互に作用するとともに、β相デンドライトにも成
長を阻害されるため、粗大化することなく(0001)
面を凝固方向と平行に保ちつつ成長する。一方、β相
は、いずれβ→α→(α+γ)の反応を経て、ラメラ組
織を形成するが、このβ→α反応が周囲に存在するα相
の方位による影響を受け、やはり(0001)面が凝固
方向と平行に配向する。さらに、β相デンドライトも、
Tiの硼化物、炭化物、窒化物並びに珪化物により、粗大
化が抑制されるため、結果として、図2に示したよう
な、所期する一方向凝固組織が得られる。ただし、図7
に示した凝固過程が実現する理由の詳細については、未
だ不明である。
If one-way solidification is carried out under conditions suitable for the shaded region in FIG. 6, a solidification process as shown in FIG. 7 is realized. In other words, since the β phase is body-centered cubic, the <001> direction is oriented in the solidification direction, and the α phase between the β phase dendrites is a fine Ti boride, carbide, nitride or silicide nucleus. Crystallizes one after another. The crystallized α-phase interacts with the β-phase dendrite, which inhibits the growth.
It grows while keeping its plane parallel to the solidification direction. On the other hand, the β phase eventually forms a lamellar tissue through a reaction of β → α → (α + γ), and this β → α reaction is affected by the orientation of the surrounding α phase, and the (0001) plane Are oriented parallel to the solidification direction. Furthermore, β phase dendrites
Since coarsening is suppressed by boride, carbide, nitride and silicide of Ti, a desired unidirectionally solidified structure as shown in FIG. 2 is obtained as a result. However, FIG.
The details of the reason why the coagulation process described in (1) is realized are not yet known.

【0022】従って、この発明では、Tiの硼化物、炭化
物、窒化物または珪化物の存在が必須であるところか
ら、上記した基本成分に、B、C、SiおよびNから選ば
れる1種または2種以上を添加する必要がある。その添
加量は、いずれか1種または2種以上を合計で0.2 〜
1.0at%とする。なぜなら、添加量が0.2 at%未満で
は、上記作用を期待することができず、一方 1.0at%を
こえると、これら添加元素とTiとからなる粗い析出物が
形成され、常温延性を阻害するためである。
Therefore, in the present invention, since the presence of a boride, carbide, nitride or silicide of Ti is essential, one or two or more selected from B, C, Si and N are included in the above-mentioned basic components. More than one seed needs to be added. The addition amount of any one or two or more of them is 0.2 to
1.0at%. If the addition amount is less than 0.2 at%, the above effect cannot be expected, while if it exceeds 1.0 at%, coarse precipitates composed of these additional elements and Ti are formed, which impairs room-temperature ductility. It is.

【0023】ここで、上記の図6に斜線で示した領域に
適合する条件を具体的に示すと、固液界面の温度勾配は
10〜80℃/cm、および凝固速度は50〜250 mm/hの範囲
となる。ちなみに、この温度勾配は、カルシアおよびイ
ットリア等から成る、るつぼを高周波熱源または抵抗加
熱熱源により加熱すると共に、るつぼ底部をチル板にて
冷却する、通常の一方向凝固炉において実現することが
できる。従って、この発明に従う一方向凝固材では、特
殊な一方向凝固炉を必要としない利点がある。
Here, the conditions suitable for the shaded region in FIG. 6 will be specifically described. The temperature gradient at the solid-liquid interface is as follows.
10-80 ° C / cm, and the solidification rate ranges from 50-250 mm / h. Incidentally, this temperature gradient can be realized in a normal unidirectional solidification furnace, which is made of calcia, yttria, and the like, and is heated by a high-frequency heat source or a resistance heating heat source and cooled at the bottom of the crucible by a chill plate. Therefore, the unidirectional solidification material according to the present invention has an advantage that a special unidirectional solidification furnace is not required.

【0024】[0024]

【実施例】表1に示す成分組成のTi溶湯を、図8に示す
一方向凝固炉にて、固液界面の温度勾配:10〜80℃/cm
の下に、表1に示す種々の凝固速度で凝固させて、直径
20mmおよび長さ120 mmのインゴットを製造したところ、
表1に併記する組織が得られた。さらに、かくして得ら
れたインゴットの数例の機械的性質について調査した結
果を、表2に示す。
EXAMPLE A molten Ti having a component composition shown in Table 1 was heated in a unidirectional solidification furnace shown in FIG. 8 at a temperature gradient of the solid-liquid interface of 10 to 80 ° C./cm.
Under the solidification at various solidification rates shown in Table 1,
When manufacturing ingots of 20 mm and length 120 mm,
The tissues shown in Table 1 were obtained. Further, Table 2 shows the results of investigation on mechanical properties of several examples of the ingots thus obtained.

【0025】なお、図8において、符号6は水冷チル
板、7はグラファイトヒーター、8はCaO るつぼおよび
9はMo製の注湯口である。
In FIG. 8, reference numeral 6 denotes a water-cooled chill plate, 7 denotes a graphite heater, 8 denotes a CaO crucible, and 9 denotes a pouring port made of Mo.

【0026】ここで、組織は、インゴットの縦断面およ
び数箇所の横断面をそれぞれ研磨し、光学顕微鏡並びに
走査型電子顕微鏡によって、調査した。
Here, the structure was polished on the longitudinal section and several transverse sections of the ingot, respectively, and examined with an optical microscope and a scanning electron microscope.

【0027】また、機械的性質は、インゴットから採取
した5×2×1(mm)の試験片を用いて、常温降伏応力
および引張延性を評価し、さらに2.5 ×2.5 ×5(mm)
の圧縮試験片を用いて、25〜1000℃の温度範囲にて圧縮
試験を行い、高温強度を評価した。
The mechanical properties were evaluated by using a 5 × 2 × 1 (mm) test piece taken from an ingot and evaluating the room temperature yield stress and tensile ductility, and further, 2.5 × 2.5 × 5 (mm).
A compression test was performed in a temperature range of 25 to 1000 ° C. using the compression test piece of No. 1 to evaluate high-temperature strength.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】ここで、表1におけるNo. 15の組成、つま
りAl:46.5at%、Mo:1.5 at%およびB:0.7 at%を含
むTi溶湯を100 mm/hの凝固速度で一方向凝固させて得
られた、ラメラ組織を、図9に示す。同図に示されたラ
メラ粒のラメラ界面は、観察面とほぼ平行であるため
に、ラメラ間隔が広く凝固方向に垂直に見えるが、実際
は凝固方向に沿って配向している。
Here, a Ti melt containing the composition No. 15 in Table 1, that is, Al: 46.5 at%, Mo: 1.5 at% and B: 0.7 at%, is unidirectionally solidified at a solidification rate of 100 mm / h. FIG. 9 shows the lamella tissue obtained. The lamella interface of the lamella grains shown in the figure is almost parallel to the observation surface, so that the lamella spacing is large and looks perpendicular to the solidification direction, but is actually oriented along the solidification direction.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明によって、Ti−Al系合金におけ
る一方向凝固技術が始めて確立されるから、優れた常温
延性および高温強度特性を併せ持つことが予想されてい
た、Ti−Al系合金の一方向凝固材を現実のものとして提
供することができる。
According to the present invention, a unidirectional solidification technique for a Ti-Al alloy is established for the first time. Therefore, one of the Ti-Al alloys, which was expected to have both excellent room temperature ductility and high temperature strength properties, was expected. The directionally solidified material can be provided as real.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】Ni基超合金の一方向凝固炉を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a unidirectional solidification furnace of a Ni-based superalloy.

【図2】この発明で対象とするTi−Al系合金一方向凝固
材の組織を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of a Ti—Al-based alloy unidirectionally solidified material that is the subject of the present invention.

【図3】在来の一方向凝固技術で得られるTi−Al系合金
の組織を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a structure of a Ti—Al alloy obtained by a conventional directional solidification technique.

【図4】Al含有量とα、βおよびγ各相の体積率との関
係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the Al content and the volume fractions of α, β, and γ phases.

【図5】凝固速度と固液界面近傍の温度勾配との関係を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a solidification rate and a temperature gradient near a solid-liquid interface.

【図6】この発明における凝固速度と固液界面近傍の温
度勾配との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the solidification rate and the temperature gradient near the solid-liquid interface in the present invention.

【図7】この発明における凝固過程を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a coagulation process in the present invention.

【図8】この発明で用いる一方向凝固炉を示す図であ
る。
FIG. 8 is a view showing a unidirectional solidification furnace used in the present invention.

【図9】一方向凝固材の組織を示す顕微鏡による写真で
ある。
FIG. 9 is a photograph taken by a microscope showing a structure of a unidirectionally solidified material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 水冷チル板 7 グラファイトヒーター 8 CaO るつぼ 9 注湯口 6 Water-cooled chill plate 7 Graphite heater 8 CaO crucible 9 Filler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C30B 29/52 C30B 29/52 (56)参考文献 特開 平5−230568(JP,A) 特開 平8−283890(JP,A) STRUCTURAL INTERM ETALLICS 1997,pp.287− 294(1997) 金属,Vol.1990,No.7,p p.34−40 材料,Vol.47,No.5,pp. 540−541(1998) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 14/00 C22C 1/00 C22C 1/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI C30B 29/52 C30B 29/52 (56) References JP-A-5-230568 (JP, A) JP-A 8-283890 (JP) , A) STRUCTURAL INTERMAL ETALLICS 1997, p. 287-294 (1997) Metal, Vol. 1990, No. 7, p.p. 34-40 Materials, Vol. 47, No. 5, pp. 540-541 (1998) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 14/00 C22C 1/00 C22C 1/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 Al:45.0〜47.5at%を含み、さらにCr、
Mo、W、V、Nb、Ta、MnおよびReから選ばれる1種また
は2種以上を合計で0.5 〜 2.0at%、そしてB、C、Si
およびNから選ばれる1種または2種以上を合計で0.2
〜 1.0at%、含有する、Ti溶湯を、10〜80℃/cmの固液
界面の温度勾配の下に、50〜250 mm/hの凝固速度で一
方向凝固させることを特徴とするTi−Al系合金の製造方
法。
(1) Al: contains 45.0 to 47.5 at%, and further contains Cr,
One or more selected from Mo, W, V, Nb, Ta, Mn and Re are 0.5 to 2.0 at% in total, and B, C, Si
And one or more selected from N in total of 0.2
-1.0 at%, containing Ti melt unidirectionally solidified at a solidification rate of 50-250 mm / h under a temperature gradient of solid-liquid interface of 10-80 ° C / cm. Manufacturing method of Al-based alloy.
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