JP3310680B2 - 金属間化合物基耐熱合金 - Google Patents
金属間化合物基耐熱合金Info
- Publication number
- JP3310680B2 JP3310680B2 JP24542991A JP24542991A JP3310680B2 JP 3310680 B2 JP3310680 B2 JP 3310680B2 JP 24542991 A JP24542991 A JP 24542991A JP 24542991 A JP24542991 A JP 24542991A JP 3310680 B2 JP3310680 B2 JP 3310680B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- atomic
- alloy
- phase
- intermetallic compound
- resistant alloy
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軽量かつ高比強度であ
り、優れた耐酸化性をもつ金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）
Ａｌ基耐熱合金に関し、特に山形過給機用ロータ材、エ
ンジンバルブ（自動車用）に有利に適用することができ
る同合金に関する。
り、優れた耐酸化性をもつ金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）
Ａｌ基耐熱合金に関し、特に山形過給機用ロータ材、エ
ンジンバルブ（自動車用）に有利に適用することができ
る同合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉとＡｌの２元系において、Ａｌが約
４８〜７０原子％にわたって結晶構造がＬ１0 である金
属間化合物ＴｉＡｌ（以下、ＴｉＡｌ相と云う）が存在
することは知られている。このＴｉＡｌ相は（１）軽
い、（２）比強度が大きいという特徴をもっている。
４８〜７０原子％にわたって結晶構造がＬ１0 である金
属間化合物ＴｉＡｌ（以下、ＴｉＡｌ相と云う）が存在
することは知られている。このＴｉＡｌ相は（１）軽
い、（２）比強度が大きいという特徴をもっている。
【０００３】しかし、このＴｉＡｌ相は常温延性に乏し
く、７００℃以上において強度及び耐酸化性が低下する
という問題点をもっている。
く、７００℃以上において強度及び耐酸化性が低下する
という問題点をもっている。
【０００４】近年、常温延性を改善したものとしてＶ添
加合金（米国特許第４２９４６１５号明細書参照）及び
Ｍｎ添加合金（特公昭６２−２１５号公報参照）が知ら
れているが、これらのいずれの合金も常温延性は改善さ
れたが、高温域における強度及び耐酸化性が不十分であ
るという欠点は解消されていないため、使用温度に制限
を受けている。
加合金（米国特許第４２９４６１５号明細書参照）及び
Ｍｎ添加合金（特公昭６２−２１５号公報参照）が知ら
れているが、これらのいずれの合金も常温延性は改善さ
れたが、高温域における強度及び耐酸化性が不十分であ
るという欠点は解消されていないため、使用温度に制限
を受けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記技術水準
に鑑み、ＴｉＡｌ相の常温延性、高温強度及び耐酸化性
を改善し、前記のＶ添加合金及びＭｎ添加合金より更に
高温用途に実用化し得る金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａ
ｌ基耐熱合金を提供しようとするものである。
に鑑み、ＴｉＡｌ相の常温延性、高温強度及び耐酸化性
を改善し、前記のＶ添加合金及びＭｎ添加合金より更に
高温用途に実用化し得る金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａ
ｌ基耐熱合金を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は金属間化合物
（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌをベースとした合金であって、Ａ
ｌ：４０〜５５原子％、Ｎｂ：２〜２５原子％、Ｃｒ：
０．１〜１０原子％、及び残部Ｔｉ：少なくとも２５原
子％よりなり、溶解法によって得ることを特徴とする常
温延性及び高温強度に優れた金属間化合物基耐熱合金で
ある。
（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌをベースとした合金であって、Ａ
ｌ：４０〜５５原子％、Ｎｂ：２〜２５原子％、Ｃｒ：
０．１〜１０原子％、及び残部Ｔｉ：少なくとも２５原
子％よりなり、溶解法によって得ることを特徴とする常
温延性及び高温強度に優れた金属間化合物基耐熱合金で
ある。
【０００７】
【０００８】
【作用】本発明の常温延性及び高温強度に優れた金属間
化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ基耐熱合金は、溶解法によっ
て得られる。また、溶解材に対し恒温鍛造等の熱間加工
を施すことにより組織を調整すれば特性は更に改善でき
る。
化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ基耐熱合金は、溶解法によっ
て得られる。また、溶解材に対し恒温鍛造等の熱間加工
を施すことにより組織を調整すれば特性は更に改善でき
る。
【０００９】本発明の金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ
基耐熱合金の組織は（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相単相組織、あ
るいは（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相を主相とする多相組織とな
る。この（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相の結晶構造はＴｉＡｌ相
と同じＬｌ0 であり、ＴｉＡｌ相の結晶構造中における
Ｔｉサイトの一部にＮｂが置換した構造となる。本発明
の金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ基耐熱合金において
は、更に常温延性及び耐酸化性を改善させるため、Ｃｒ
が添加される。
基耐熱合金の組織は（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相単相組織、あ
るいは（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相を主相とする多相組織とな
る。この（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相の結晶構造はＴｉＡｌ相
と同じＬｌ0 であり、ＴｉＡｌ相の結晶構造中における
Ｔｉサイトの一部にＮｂが置換した構造となる。本発明
の金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ基耐熱合金において
は、更に常温延性及び耐酸化性を改善させるため、Ｃｒ
が添加される。
【００１０】
【００１１】○ Ｔｉ：少なくとも２５原子％ Ｔｉ濃度が２５原子％未満の場合、多相組織である本発
明合金中において、金属間化合物ＮｂＡｌ3 相の割合が
増加する。このＮｂＡｌ3 相は常温延性に乏しいため、
本発明合金の常温延性を低下させる要因となる。また、
Ｔｉ濃度が高くなりすぎると、金属間化合物Ｔｉ3 Ａｌ
相の割合が増加する。このＴｉ3 Ａｌ相は（Ｔｉ，Ｎ
ｂ）Ａｌ相に較べ高温強度、耐酸化性が劣るため、本発
明合金の高温強度、耐酸化性を低下させる要因となる。
明合金中において、金属間化合物ＮｂＡｌ3 相の割合が
増加する。このＮｂＡｌ3 相は常温延性に乏しいため、
本発明合金の常温延性を低下させる要因となる。また、
Ｔｉ濃度が高くなりすぎると、金属間化合物Ｔｉ3 Ａｌ
相の割合が増加する。このＴｉ3 Ａｌ相は（Ｔｉ，Ｎ
ｂ）Ａｌ相に較べ高温強度、耐酸化性が劣るため、本発
明合金の高温強度、耐酸化性を低下させる要因となる。
【００１２】〇 Ｎｂ：２〜２５原子％ Ｎｂ濃度が２原子％未満の場合、（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相
におけるＮｂの置換量は少なくなるため、ＴｉＡｌ相の
特性改善は不十分である。Ｎｂ濃度が２５原子％を超え
る場合、金属間化合物Ｎｂ2 Ａｌ相の割合が増加する。
このＮｂ2 Ａｌ相は常温延性に乏しいため、本発明合金
の常温延性を低下させる要因となる。
におけるＮｂの置換量は少なくなるため、ＴｉＡｌ相の
特性改善は不十分である。Ｎｂ濃度が２５原子％を超え
る場合、金属間化合物Ｎｂ2 Ａｌ相の割合が増加する。
このＮｂ2 Ａｌ相は常温延性に乏しいため、本発明合金
の常温延性を低下させる要因となる。
【００１３】〇 Ａｌ：４０〜５５原子％ Ａｌ濃度が４０原子％未満の場合、Ｔｉ3 Ａｌ相の割合
が増加し、５５原子％を超える場合、ＮｂＡｌ3 相の割
合が増加し、各々上述した理由で本発明合金の特性を低
下させる要因となる。
が増加し、５５原子％を超える場合、ＮｂＡｌ3 相の割
合が増加し、各々上述した理由で本発明合金の特性を低
下させる要因となる。
【００１４】○ Ｃｒの添加量：０．１〜１０原子％Ｃｒの 添加量が０．１原子％未満の場合、上述した本発
明合金の特性改善には不十分である。また、添加量が１
０原子％を超える場合、Ａｌと結合し低融点の金属間化
合物相を、あるいはＡｌ，Ｎｂと結合しラーベス相い云
われる非常に脆い３元系金属間化合物相を生成するた
め、各々本発明合金の高温強度、常温延性を低下させる
要因となる。
明合金の特性改善には不十分である。また、添加量が１
０原子％を超える場合、Ａｌと結合し低融点の金属間化
合物相を、あるいはＡｌ，Ｎｂと結合しラーベス相い云
われる非常に脆い３元系金属間化合物相を生成するた
め、各々本発明合金の高温強度、常温延性を低下させる
要因となる。
【００１５】
【実施例】純度９９．９９％のＴｉ、純度９９．９％の
Ｎｂ、純度９９．９９％のＡｌを原料とし、高周波溶解
により作製した４５原子％Ｔｉ−１０原子％Ｎｂ−４５
原子％Ａｌ合金から、ねじ部Ｍ１０、平行部５ｍｍ径×
２２ｍｍ長さの引張試験片及び２０ｍｍ角×２ｍｍ厚さ
の酸化試験片を切り出し、引張試験及び酸化試験を行っ
た。その結果は表１に示す通りであった。
Ｎｂ、純度９９．９９％のＡｌを原料とし、高周波溶解
により作製した４５原子％Ｔｉ−１０原子％Ｎｂ−４５
原子％Ａｌ合金から、ねじ部Ｍ１０、平行部５ｍｍ径×
２２ｍｍ長さの引張試験片及び２０ｍｍ角×２ｍｍ厚さ
の酸化試験片を切り出し、引張試験及び酸化試験を行っ
た。その結果は表１に示す通りであった。
【００１６】比較のため、同一条件で作製した５１．５
原子％Ｔｉ−４７原子％Ａｌ−１．５原子％Ｍｎ合金
（特公昭６２−２１５号公報）の引張試験及び酸化試験
を行った。その結果は表２に示す通りであった。
原子％Ｔｉ−４７原子％Ａｌ−１．５原子％Ｍｎ合金
（特公昭６２−２１５号公報）の引張試験及び酸化試験
を行った。その結果は表２に示す通りであった。
【００１７】前記の表１と表２に示す結果の比較から明
らかなように、本発明の合金は従来のＭｎ添加により常
温延性が改善されたＴｉＡｌと比較した場合、常温延性
はほぼ同等であるものの、高温強度及び耐酸化性は著し
く優れていることが分かる。
らかなように、本発明の合金は従来のＭｎ添加により常
温延性が改善されたＴｉＡｌと比較した場合、常温延性
はほぼ同等であるものの、高温強度及び耐酸化性は著し
く優れていることが分かる。
【００１８】同様な条件で作製した４５原子％Ｔｉ−１
０原子％Ｎｂ−４０原子％Ａｌ−５原子％Ｃｒ合金の引
張試験及び酸化試験結果を表３に示す。表３と表１、表
２に示す結果の比較から明らかなように、Ｃｒ添加によ
り常温延性及び耐酸化性は更に改善することが分かる。
０原子％Ｎｂ−４０原子％Ａｌ−５原子％Ｃｒ合金の引
張試験及び酸化試験結果を表３に示す。表３と表１、表
２に示す結果の比較から明らかなように、Ｃｒ添加によ
り常温延性及び耐酸化性は更に改善することが分かる。
【表１】
【表２】
【表３】
【００１９】
【発明の効果】本発明の金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａ
ｌ基耐熱合金の主相である（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相は、結
晶構造Ｌ１0 のＴｉＡｌ相中のＴｉサイトの一部にＮｂ
が置換した構造をもつ。本発明合金はＴｉＡｌに較べる
と常温延性、高温強度及び耐酸化性のいずれも優れてい
る。また、Ｖ，Ｍｎ添加により常温延性が改善されたＴ
ｉＡｌ基耐熱合金と比較した場合においても、高温強
度、耐酸化性は優れている。
ｌ基耐熱合金の主相である（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌ相は、結
晶構造Ｌ１0 のＴｉＡｌ相中のＴｉサイトの一部にＮｂ
が置換した構造をもつ。本発明合金はＴｉＡｌに較べる
と常温延性、高温強度及び耐酸化性のいずれも優れてい
る。また、Ｖ，Ｍｎ添加により常温延性が改善されたＴ
ｉＡｌ基耐熱合金と比較した場合においても、高温強
度、耐酸化性は優れている。
【００２０】以上の理由から、本発明合金は従来のＴｉ
Ａｌ基耐熱合金に較べ、さらに高温用途に使用すること
ができる。
Ａｌ基耐熱合金に較べ、さらに高温用途に使用すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−200743（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−259043（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−255632（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−226538（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−236454（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−107233（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−298127（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−193851（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 1/00 - 49/14
Claims (1)
- 【請求項１】 金属間化合物（Ｔｉ，Ｎｂ）Ａｌをベー
スとした合金であって、Ａｌ：４０〜５５原子％、Ｎ
ｂ：２〜２５原子％、Ｃｒ：０．１〜１０原子％、及び
残部Ｔｉ：少なくとも２５原子％よりなり、溶解法によ
って得ることを特徴とする常温延性及び高温強度に優れ
た金属間化合物基耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24542991A JP3310680B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 金属間化合物基耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24542991A JP3310680B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 金属間化合物基耐熱合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0578769A JPH0578769A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3310680B2 true JP3310680B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=17133529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24542991A Expired - Lifetime JP3310680B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 金属間化合物基耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3310680B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051084A (en) * | 1994-10-25 | 2000-04-18 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | TiAl intermetallic compound-based alloys and methods for preparing same |
| GB9714391D0 (en) * | 1997-07-05 | 1997-09-10 | Univ Birmingham | Titanium aluminide alloys |
| DE102004056582B4 (de) * | 2004-11-23 | 2008-06-26 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Legierung auf der Basis von Titanaluminiden |
| DE102007060587B4 (de) * | 2007-12-13 | 2013-01-31 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH | Titanaluminidlegierungen |
| 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 |
| WO2014115921A1 (ko) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | 한국기계연구원 | 고온강도 및 내산화성이 향상된 타이타늄-알루미늄계 합금 |
| CN103572102A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-12 | 姚芸 | 一种高温耐热性铝合金 |
| CN103710606B (zh) * | 2013-12-16 | 2016-07-06 | 北京工业大学 | 一种含Cr高Nbβ-γ TiAl金属间化合物材料及其制备方法 |
| RU2621500C1 (ru) * | 2015-12-21 | 2017-06-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Интерметаллический сплав на основе TiAl |
| RU2633135C1 (ru) * | 2016-11-11 | 2017-10-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Интерметаллический сплав на основе TiAl |
| WO2020086263A1 (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | Arconic Inc. | New titanium aluminide alloys and methods for making the same |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP24542991A patent/JP3310680B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0578769A (ja) | 1993-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3049767B2 (ja) | 耐熱性に優れたＴｉ合金 | |
| JP3097748B2 (ja) | 改良されたチタン‐アルミ合金 | |
| JPS6141740A (ja) | 金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 | |
| JP3310680B2 (ja) | 金属間化合物基耐熱合金 | |
| JPH01298127A (ja) | 金属間化合物ＴｉＡｌ基軽量耐熱合金 | |
| JP3303641B2 (ja) | 耐熱チタン合金 | |
| JPH0823053B2 (ja) | 加工性に優れた高強度チタン合金およびその合金材の製造方法ならびにその超塑性加工法 | |
| JP3076696B2 (ja) | α＋β型チタン合金 | |
| JP2569710B2 (ja) | 常温靱性を有するＴｉ−Ａ▲ｌ▼系金属間化合物型鋳造合金 | |
| JPH0931572A (ja) | 高温疲労強度に優れた耐熱チタン合金 | |
| JP2868185B2 (ja) | Ａｌ▲下３▼Ｔｉ型の低密度耐熱性金属間合金 | |
| JP2960068B2 (ja) | ＴｉＡｌ−Ｔｉ▲下３▼Ａｌ系複合材料 | |
| JPH0663049B2 (ja) | 超塑性加工性に優れたチタン合金 | |
| JP3306878B2 (ja) | α＋β型Ｔｉ合金 | |
| JPH05163542A (ja) | 耐熱チタン合金 | |
| JP2608689B2 (ja) | 高強度高延性Ｔｉ合金 | |
| JP3332615B2 (ja) | ＴｉＡｌ系金属間化合物基合金及びその製造方法 | |
| JP3407054B2 (ja) | 耐熱性、強度および導電性に優れた銅合金 | |
| JP2608688B2 (ja) | 高強度高延性Ｔｉ合金 | |
| JP2737500B2 (ja) | 耐熱チタン合金 | |
| JP3323192B2 (ja) | 耐熱性に優れた高力アルミニウム合金 | |
| JP2903102B2 (ja) | 高温高強度ＴｉＡｌ基合金 | |
| JP2542603B2 (ja) | 耐摩耗性Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ系焼結合金 | |
| JP2686140B2 (ja) | 高温ボルト用合金およびその製造方法 | |
| JP3179094B2 (ja) | 内燃機関の動弁系部材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010206 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020430 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100524 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110524 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120524 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120524 Year of fee payment: 10 |