JP3743019B2

JP3743019B2 - Titanium aluminide for precision casting containing Fe and V

Info

Publication number: JP3743019B2
Application number: JP12103195A
Authority: JP
Inventors: 聡寺崎; 謙治松田
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: JPH08311585A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、軽量かつ耐熱材料として注目されている金属間化合物ＴｉＡｌ（チタンアルミナイド）に係り、特に、Ｆｅ，Ｖを含む精密鋳造用チタンアルミナイドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴｉＡｌは、その特徴ゆえに、航空機や自動車のエンジン用の回転部材などに有望とされているが、一方で、常温延性が著しく低く、また成形加工が難しいことなどから実用化されるには至っていない。
【０００３】
しかし、最近の研究開発の成果は、常温延性の改善、精密鋳造法による複雑形状部品の試作を可能とし、実用化への気運が高まっている。
【０００４】
ところで、高温での比強度（強度を密度で除した値）に優れているとはいえ、７００℃以上の高温では期待されていた程の耐酸化性を示さないことが判明し、種々の対策が提案されている。
【０００５】
緻密なＡｌ₂Ｏ₃の酸化被膜を形成するはずのＡｌを、30〜36（質量％）も含むＴｉＡｌの耐酸化性が、期待されたほどではない理由として、Ａｌ₂Ｏ₃の成長速度よりも、ＴｉＯ₂の成長速度の方が大きいこと、ＴｉＡｌ中のＡｌの拡散速度が小さいことなどが挙げられる。
【０００６】
ＴｉＡｌの耐酸化性を向上させる手段としては、第三元素の添加、表面処理、あるいは低酸素分圧下での熱処理による予備酸化法などが提案されている。
【０００７】
このうち、第三元素を添加する方法について特願昭63-133124号では、第三元素として0.05〜5（質量％）のＷ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏの添加が、粉末冶金法でのＴｉＡｌの創生と成形と共に提案され、特願昭61-256941号では、0.2〜1.0（質量％）Ｓｉの添加、特願平1-213702号では、0.1〜2.0（質量％）Ｓｉの添加が、Ｎｂ添加との相乗効果で、優れた耐酸化性を付与することが開示されている。
【０００８】
勿論、耐酸化性を改善する第三元素が常温延性に対して有害であれば、実用性を持たないことになるため、添加量の上限が決められたり、粒界強化などによる延性や強度向上に効果を有する元素との組み合わせ、複合添加が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ＴｉＡｌの適用が期待されている航空機エンジン部品は、薄肉複雑形状であるため、ＴｉＡｌの精密鋳造による成形が鋭意試みられており、それぞれ0.05〜3.0（質量％）のＮｉ，Ｓｉを添加して延性向上、合金の融点降下を図ったり（特願昭62-236609号）、Ｆｅ，Ｖ，Ｂを複合添加して鋳造性を向上させる（特願平2-201373号）など、精密鋳造に適したＴｉＡｌも提案されている。
【００１０】
この先願に係る精密鋳造用チタンアルミナイドは、特に鋳造性、破壊靭性、延性における実用化の検討を進める努力によってなされたものである。
【００１１】
すなわち、Ａｌの質量百分率を31〜34％に設定して、常温延性及び常温での破壊靭性値を良好に維持し、鋳造性を損なっていない。また、Ｂの質量百分率を0.07〜0.30％に設定して、粒界を強化すると共に、ミクロ組織を安定にし、かつ疲労破壊の起点となり得るフレーク状チタンボライドの分散を阻止している。また、Ｆｅの質量百分率を1.5〜2.5％に設定して、湯流れ性，鋳造性，靭性を、Ｖの質量百分率を1.5〜2.0％に設定して、チタンボライドの微細均一分散性を図っている。
【００１２】
このように、先願に係る精密鋳造用チタンアルミナイドは、湯流れ性に優れており、また鋳放状態において、高強度及び比較的優れた延性を有している。また、薄肉複雑形状鋳物でも割れが生じにくく、該薄肉複雑形状の部品を高い良品歩留まりで作製することができる。さらに、高温での比強度において優れている。
【００１３】
しかしながら、この先願に係る精密鋳造用チタンアルミナイドは、後述する如く耐酸化特性に劣るという欠点を持っている。したがって、ジェットエンジンやタービンなどの軽量耐熱新素材として期待されながら、その耐酸化性が障害となっている点を解決することができれば、産業上極めて有用な精密鋳造用チタンアルミナイドを提供することができるものである。
【００１４】
図２に示すように、このＦｅ，Ｖを含まないＴｉＡｌ（図中の○，□，△印）は、Ｆｅ，Ｖを含むＴｉＡｌ（図中の黒塗りの菱形印）よりも、高温（８００℃，大気雰囲気）での酸化増量が大きい。また図３に示すように、繰り返し酸化（８００℃，大気雰囲気で１０Ｈｒ放置後、２Ｈｒ常温冷却を１サイクルとして繰り返し酸化）という条件では、Ｆｅ，Ｖを含まないＴｉＡｌ（図中の○，△印）は、酸化後の重量が増しているのに対して、Ｆｅ，Ｖを含むＴｉＡｌ（図中の■，黒塗りの菱形，▲印）は、酸化スケールの剥離が生じ、酸化後の重量は減っている。
【００１５】
図４は、Ｖの添加量を0,0.5,1.5（質量％）と変化させて酸化増量の変化を実験（８００℃，大気雰囲気）したものである。この実験の結果、図４に示すように、Ｖを添加していないＴｉＡｌに比べて、Ｖを添加したＴｉＡｌの酸化増量が大きい原因には、Ｖが関与しており、Ｖの添加量が増すにつれて、酸化後の重量が増している。このＶに換えて、例えばＮｂを等量添加すれば、酸化増量は他のＴｉＡｌと同等になることが確認されている。また、他のＴｉＡｌに比べて、酸化スケールが剥離しやすい原因には、図５に示すように、Ｆｅが濃縮された層が形成されることによっている。
【００１６】
図５に示すように、Ｔｉ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｖから成るＴｉＡｌの表面には、Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ，Ｏの酸化スケールが、Ｆｅ，Ａｌ，Ｏから成るＦｅの濃縮層を介して、層状に積み重なっている。高温酸化に特に弱いＦｅの濃縮層は、高温状態においては、ＴｉＡｌとの接合が弱まり、酸化スケールの剥離が生じるものと思われる。
【００１７】
本発明の目的は、Ｆｅ，Ｖ，Ｂが複合添加された良好な鋳造性を有するチタンアルミナイドの、その特性を損なうことなく、高温での耐酸化性を改善し、実用に供し得るＦｅ，Ｖを含む精密鋳造用チタンアルミナイドを提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、質量百分率でＡｌ：31〜34％，Ｆｅ：1.5〜2.5％，Ｖ：1.5〜2.0％，Ｂ：0.07〜0.30％，Ｓｉ：0.03〜0.08％を含有し、残部がＴｉ及び不可避不純物から成るものである。
【００１９】
【作用】
上記の構成によれば、Ｆｅ，Ｖ，Ｂが複合添加されたチタンアルミナイドにＳｉを添加することで、鋳造性に優れているという特性を損なうことなく、高温での耐酸化性を改善できる。
【００２０】
本発明に係る、Ｆｅ，Ｖを含む精密鋳造用チタンアルミナイドの組成範囲の限定は、以下の理由による。
【００２１】
Ａｌが質量百分率で31％より少ない場合は、鋳造組織中のＴｉ₃Ａｌの量が著しく増加し、かつＴｉ−Ｂ化合物が粗大化して鋳造割れが生じ易くなる。また同じく34％よりも多いと、Ｔｉ₃Ａｌの生成量が少なく、熱処理によっても適正な（Ｔｉ₃Ａｌ＋ＴｉＡｌ）複合組織を得る事が出来ず、常温延性を付与する点で不都合である。
【００２２】
Ｂは質量百分率で0.07％よりも少ないと、粒界強化や鋳造組織微細化の作用がなく、同じく0.30％よりも多いと、ＴｉＡｌ合金の硬度が高くなる分、靭性を損なう。
【００２３】
Ｆｅは鋳造性を付与する重要な元素であり、質量百分率で1.5％よりも少ないと、湯流れ性が悪くなり、Ｔｉ−Ｂ化合物の粗大化をもたらす。同じく2.5％よりも多いと、ＴｉＡｌ合金の硬度が高くなり過ぎ、かつＴｉ−Ｂ化合物が凝集し、鋳造割れを生じ易くなる。Ｖは、耐酸化性を損なう元素ではあるが、Ｔｉ−Ｂ化合物を微細均一分散させるために不可欠の元素であり、ＡｌやＦｅが適正に添加されていても、Ｖが添加されていないとＴｉ−Ｂ化合物が微細均一分散した鋳造組織が得られない。Ｖが質量百分率で1.5％よりも少ないと、この作用も小さく、同じく2.0％よりも多いと、ＴｉＡｌ合金の硬度が高くなり、靭性を損なう。
【００２４】
次に、Ｓｉの添加量については、0.03（質量％）よりも少ないＳｉ添加では、耐酸化性向上効果は認められず、一方、0.08（質量％）よりも多いＳｉ添加では、Ｆｅ，Ｓｉ濃縮層の形成が認められ、酸化増量はＳｉ無添加の場合より少ないものの、酸化スケールの剥離性があることが推察され、事実、繰り返し酸化試験では、良好な結果は得られなかった。
【００２５】
0.03〜0.08（質量％）のＳｉ添加では、Ｔｉ₅Ｓｉ₃やＴｉ₅Ｓｉ₄などの化合物が生成することもなく、さらに鋳造凝固過程で、Ｓｉが偏在して低融点相を生成し、凝固割れを発生せしめるということもない。Ｓｉの添加はＳｉ単体のほか、Ｆｅ−Ｓｉ（フェロシリコン）などの母合金であってもよい。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明に係る、Ｆｅ，Ｖを含む精密鋳造用チタンアルミナイドの好適一実施例を詳述する。
【００２７】
本発明者等は、先願特許などで提案されている、γＴｉＡｌ基合金の耐酸化性向上に有効であるとされる添加元素と、その望ましいとされる添加量を参考にして、Ｔｉ-32Ａｌ-1.9Ｆｅ-1.3Ｖ-0.11Ｂ（質量％）を母材とし、これに各種元素（Ｈｆ，Ｗ，Ｒｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｍｇ）を0.5（質量％）加えた試験材を溶製して、酸化試験を実施した。
【００２８】
表１は、その結果の一例である。
【００２９】
【表１】

【００３０】
表１は、各種元素（Ｈｆ，Ｗ，Ｒｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｍｇ）を加えた試料の酸化増量（ｍｇ／ｃｍ²）を示し、同時にビッカース硬度（荷重５ｋｇ）も併記している。
【００３１】
表１において、Ｈｆ，Ｗ，Ｒｅ，Ｚｒを含むＴｉＡｌは、母材の酸化増量である７．６２（ｍｇ／ｃｍ²）より、酸化特性が劣るか、もしくは同等という結果となった。
【００３２】
耐酸化性についてみれば、Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｇを含むＴｉＡｌは、酸化特性は改善できるが、ビッカース硬度（Ｈｖ）が３００以上となり、靭性を損なう。本発明者等の従前の経験で、硬度上昇をもたらすこれらの添加元素は、常温延性を損なう作用を有することが判っており、たとえ酸化特性は改善できたとしても実用には供し得ない。
【００３３】
次に、ビッカース硬度（Ｈｖ）が３００以下で、酸化増量の比較的少ないＳｉ，Ｃｒについて、添加量を大幅に変えた実験を行い、同時に硬度のみが一番低いＹについても併せて実験を行ったが、Ｓｉだけが0.03〜0.08（質量％）の範囲の添加で、８００℃，５０Ｈｒの酸化試験後の増量が、図１に示すように、1.30〜3.60（ｍｇ／ｃｍ²）の範囲となり、著しい耐酸化性向上効果を示すことを見い出した。
【００３４】
酸化試験後の試料断面のＸ線マイクロアナライザーによる観察では、0.03〜0.08（質量％）のＳｉを添加した場合には、図５に示した様なＦｅの濃縮層は認められなかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る、Ｆｅ，Ｖを含む精密鋳造用チタンアルミナイドは、次のような優れた効果を有している。
【００３６】
（１）Ｓｉを添加することで、Ｆｅ，Ｖを含む優れた鋳造性を有するチタンアルミナイドの特性を損なうこと無く、酸化スケールの剥離を阻止し、高温での耐酸化性を改善できる。
【００３７】
（２）Ｓｉ添加による改善方法は、ＳｉをＳｉ単体もしくはＦｅ−Ｓｉなどの形で、0.03〜0.08（質量％）添加するものであり、耐酸化コーティングなどの表面処理法に比べてコストの点で有利である。
【００３８】
（３）Ｓｉ添加量が0.03〜0.08（質量％）の範囲内であれば、鋳造割れを惹起させたり、靭性を損なうなどの悪い副作用がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明におけるＦｅ，Ｖを含む精密鋳造用チタンアルミナイドの、Ｓｉ添加量と酸化増量の相関図である。
【図２】図２は、各種チタンアルミナイドの、高温酸化による重量増加の関係を示す図である。
【図３】図３は、各種チタンアルミナイドの、繰り返し酸化における重量変化を示す図である。
【図４】図４は、Ｆｅ，Ｖを含む精密鋳造用チタンアルミナイドの、酸化挙動に及ぼすＶの影響を示す図である。
【図５】図５は、Ｆｅ，Ｖを含む精密鋳造用チタンアルミナイドの、酸化試験後の試料断面の模式図である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an intermetallic compound TiAl (titanium aluminide) that is attracting attention as a lightweight and heat-resistant material, and more particularly to a titanium aluminide for precision casting containing Fe and V.
[0002]
[Prior art]
TiAl is considered promising for rotating members for aircraft and automobile engines because of its characteristics, but on the other hand, it has not been put to practical use because of its extremely low room temperature ductility and difficulty in molding. .
[0003]
However, recent research and development results have enabled improvements in cold ductility and trial production of complex-shaped parts by precision casting, and there is a growing interest in commercialization.
[0004]
By the way, although it is excellent in specific strength at high temperature (value obtained by dividing strength by density), it has been found that it does not exhibit oxidation resistance as expected at a high temperature of 700 ° C. or higher. Has been proposed.
[0005]
The reason why the oxidation resistance of TiAl containing 30 to 36 ( mass %) of Al, which should form a dense Al ₂ O ₃ oxide film, is not as expected is that the growth rate of Al ₂ O ₃ However, the growth rate of TiO ₂ is higher and the diffusion rate of Al in TiAl is lower.
[0006]
As means for improving the oxidation resistance of TiAl, a pre-oxidation method by adding a third element, surface treatment, or heat treatment under a low oxygen partial pressure has been proposed.
[0007]
Among them, in Japanese Patent Application No. 63-133124 regarding the method of adding the third element, addition of 0.05 to 5 ( mass %) of W, Si, Nb, and Mo as the third element is the same as that of TiAl in the powder metallurgy method. Proposed along with creation and molding, Japanese Patent Application No. 61-256941 added 0.2 to 1.0 ( mass %) Si, and Japanese Patent Application No. 1-213702 added 0.1 to 2.0 ( mass %) Si. It is disclosed that excellent oxidation resistance is imparted by a synergistic effect with addition.
[0008]
Of course, if the third element that improves oxidation resistance is harmful to room temperature ductility, it will not have practicality, so the upper limit of the addition amount is determined, ductility and strength improvement by grain boundary strengthening etc. In combination with elements having an effect on the above, composite addition has been proposed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, since aircraft engine parts that are expected to be applied with TiAl have thin and complex shapes, attempts have been made to form TiAl by precision casting, adding 0.05 to 3.0 ( mass %) of Ni and Si, respectively. For precision casting, such as improving ductility, lowering the melting point of alloys (Japanese Patent Application No. 62-236609), and adding Fe, V, and B to improve castability (Japanese Patent Application No. 2-201373) Suitable TiAl has also been proposed.
[0010]
The titanium aluminide for precision casting according to this prior application has been made by an effort to promote practical application particularly in terms of castability, fracture toughness, and ductility.
[0011]
That is, by setting the mass percentage of Al in the 31 to 34%, the fracture toughness values at room temperature ductility and cold well sustained, not impair the castability. Further, by setting the mass percentage of B to 0.07 to 0.30%, to strengthen the grain boundaries, the microstructure was stable, and has prevented the distribution of it to obtain frame over click shaped Chitanboraido a starting point of fatigue fracture. Further, by setting the mass percentage of Fe 1.5 to 2.5% fluidity, castability, toughness, by setting the mass percentage of V in 1.5 to 2.0%, working to fine uniform dispersion of Chitanboraido ing.
[0012]
As described above, the titanium aluminide for precision casting according to the prior application is excellent in molten metal flowability, and has high strength and relatively excellent ductility in the as-cast state. Moreover, even a thin-walled complex-shaped casting is less likely to crack, and the thin-walled complex-shaped part can be produced with a high yield. Furthermore, it is excellent in specific strength at high temperature.
[0013]
However, the titanium aluminide for precision casting according to this prior application has a disadvantage that it is inferior in oxidation resistance as will be described later. Therefore, while being expected as a lightweight heat resistant new materials, such as jet engines and te bottles, their oxidation resistance if it is possible to solve the point that a failure to provide a titanium aluminide for the very useful precision casting industry It is something that can be done.
[0014]
As shown in FIG. 2, the Fe, (○ in the figure, □, △ mark) that does not contain TiAl the V is, Fe, than the including TiAl (black diamond mark in the figure) V, the high-temperature Large increase in oxidation at (800 ° C, air atmosphere). In addition, as shown in FIG. 3, under conditions of repeated oxidation (repeated oxidation at 800 ° C. for 10 hours in an air atmosphere and repeated cooling for 2 hours at room temperature for one cycle), TiAl containing no Fe or V (circles and triangles in the figure) ) is that the gaining weight after oxidation, Fe, ■ in TiAl (FIG containing V, black diamond, ▲ marks), the release occurs in the oxide scale Lumpur, after oxidation Weight is decreasing.
[0015]
FIG. 4 shows the experiment (800 ° C., air atmosphere) of the change in the increase in oxidation by changing the addition amount of V to 0, 0.5, 1.5 ( mass %). As a result of this experiment, as shown in FIG. 4, V is involved in the cause of the increase in oxidation amount of TiAl to which V is added compared to TiAl to which V is not added, and the amount of addition of V increases. As the weight increases, the weight after oxidation increases. For example, if an equal amount of Nb is added instead of V, it is confirmed that the increase in oxidation is equivalent to that of other TiAl. Also, compared to other TiAl, the cause of easily oxidized scale Lumpur is separated, there by, as shown in FIG. 5, a layer Fe enriched is formed.
[0016]
As shown in FIG. 5, Ti, Al, Fe, on the surface of TiAl consisting V, Ti, Al, V, O oxide scale Lumpur is, via a concentrated layer of Fe composed Fe, Al, from O Stacked in layers. Concentrated layer of particularly vulnerable Fe in high-temperature oxidation, in the hot state, weakens the bonding of the TiAl, it is believed that peeling of the oxide scale Lumpur occurs.
[0017]
An object of the present invention is to improve the oxidation resistance at high temperatures of a titanium aluminide having good castability to which Fe, V, and B are added in a composite manner without impairing its characteristics, and can be put to practical use. A titanium aluminide for precision casting containing
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for achieving the above object, Al in mass percentage: 31~34%, Fe: 1.5~2.5% , V: 1.5~2.0%, B: 0.07~0.30%, Si: 0.03~0.08% And the balance consists of Ti and inevitable impurities.
[0019]
[Action]
According to said structure, the oxidation resistance in high temperature can be improved, without impairing the characteristic that it is excellent in castability by adding Si to the titanium aluminide with which Fe, V, and B were added in combination.
[0020]
The limitation of the composition range of the titanium aluminide for precision casting containing Fe and V according to the present invention is as follows.
[0021]
Al is if less than 31% by mass percentage, the amount of Ti ₃ Al in the cast structure increases significantly, and Ti-B compound tends to occur casting crack coarsened. Similarly, if it exceeds 34%, the amount of Ti ₃ Al produced is small, and an appropriate (Ti ₃ Al + TiAl) composite structure cannot be obtained even by heat treatment, which is disadvantageous in that room temperature ductility is imparted.
[0022]
B is the less than 0.07% by mass percentage, there is no effect of the grain boundary strengthening and cast structure finer and also more than 0.30%, min hardness of TiAl alloy becomes high, impairing toughness.
[0023]
Fe is an important element imparting castability and less than 1.5% by mass percentage, fluidity is deteriorated, resulting in coarsening of the Ti-B compounds. Similarly, when the content is more than 2.5%, the hardness of the TiAl alloy becomes too high, and the Ti-B compound is aggregated to easily cause casting cracks . V is an element that impairs oxidation resistance, but is an indispensable element for finely and uniformly dispersing the Ti-B compound. Even if Al or Fe is added properly, if V is not added, Ti is added. A cast structure in which the -B compound is finely and uniformly dispersed cannot be obtained. When V is less than 1.5% by mass percentage, this effect is small, more than well 2.0%, the hardness of TiAl alloy increases, impairing toughness.
[0024]
Next, regarding the addition amount of Si, when Si addition is less than 0.03 ( mass %), the effect of improving oxidation resistance is not observed, whereas when Si addition is more than 0.08 ( mass %), Fe and Si are concentrated. formation of the layer was observed, although the oxidized amount less than that of Si not added, is inferred that there is peeling of the oxide scale Lumpur, in fact, in the cyclic oxidation tests, good results were not obtained.
[0025]
When Si is added in an amount of 0.03 to 0.08 ( mass %), compounds such as Ti ₅ Si ₃ and Ti ₅ Si ₄ are not generated, and Si is unevenly distributed in the casting and solidification process to generate a low melting point phase and solidify. There is no such thing as causing cracks. In addition to Si alone, Si may be added to a mother alloy such as Fe-Si (ferrosilicon).
[0026]
【Example】
Hereinafter, a preferred embodiment of a titanium aluminide for precision casting containing Fe and V according to the present invention will be described in detail.
[0027]
The inventors of the present invention have proposed Ti-32Al with reference to an additive element proposed in a prior application patent and the like, which is effective for improving the oxidation resistance of a γTiAl-based alloy, and its desired addition amount. -1.9Fe-1.3V-0.11B (% by mass) as a base material, in addition thereto various elements (Hf, W, Re, Y , Zr, Si, Nb, Mo, Cr, Mg) 0.5 (wt%) The test material was melted and an oxidation test was performed.
[0028]
Table 1 is an example of the results.
[0029]
[Table 1]

[0030]
Table 1, various elements (Hf, W, Re, Y , Zr, Si, Nb, Mo, Cr, Mg) shows the oxidation weight gain of the sample was added (mg / cm ^2), at the same time Vickers hardness (load 5 kg) is also shown.
[0031]
In Table 1, TiAl containing Hf, W, Re, and Zr was inferior in oxidation characteristics or equivalent to 7.62 (mg / cm ² ), which is an increase in the amount of oxidation of the base material.
[0032]
Come to about oxidation resistance, TiAl containing Nb, Mo, and Mg is oxide properties can be improved, Vickers hardness (Hv) is 300 or more, impairs the toughness. In our previous experience, it has been found that these additive elements that cause an increase in hardness have the effect of impairing the room temperature ductility, and even if the oxidation characteristics can be improved, they cannot be put into practical use.
[0033]
Next, in Vickers hardness (Hv) of 300 or less, a relatively low Si oxide bulking, the Cr, performs significantly changed experiments the amount, together also simultaneously low only hardness most Y experiments were subjected to, with the addition of a range only 0.03 to 0.08 (mass%) Si, 800 ° C., is increased after oxidation test 50 hr, as shown in FIG. 1, 1.30~ 3 .60 (mg / cm 2 ) And found a remarkable effect of improving oxidation resistance.
[0034]
The observation by X ray microanalyzer over of the cross section of the sample after oxidation test, the addition of Si of 0.03 to 0.08 (wt%) is concentrated layer of such Fe shown in FIG. 5 was not observed.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, the titanium aluminide for precision casting containing Fe and V according to the present invention has the following excellent effects.
[0036]
(1) The addition of Si, Fe, without impairing the characteristics of the titanium aluminide having a superior castability including V, and resist separating oxide scale Lumpur, can improve the oxidation resistance at high temperatures.
[0037]
(2) improving method by Si addition, the Si in the form of such as Si simple substance or Fe-Si, 0.03 to 0.08 (wt%) is intended to be added, the cost as compared with the surface treatment methods such as oxidation Kako computing This is advantageous.
[0038]
(3) If the amount of Si added is in the range of 0.03 to 0.08 ( mass %), there are no adverse side effects such as causing casting cracks or impairing toughness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a correlation diagram between the amount of Si added and the amount of increase in oxidation of titanium aluminide for precision casting containing Fe and V in the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship of weight increase due to high-temperature oxidation of various titanium aluminides.
FIG. 3 is a graph showing changes in weight of various titanium aluminides during repeated oxidation.
FIG. 4 is a diagram showing the influence of V on the oxidation behavior of titanium aluminide for precision casting containing Fe and V.
FIG. 5 is a schematic view of a cross section of a sample after an oxidation test of titanium aluminide for precision casting containing Fe and V.

Claims

31 to 34% Fe:: Al in mass percentage 1.5~2.5%, V: 1.5~2.0%, B: 0.07~0.30%, Si: contains 0.03 to 0.08%, balance being Ti and unavoidable impurities A titanium aluminide for precision casting containing Fe and V.