JP5512964B2 - Titanium aluminide alloy, titanium aluminide alloy manufacturing method, and structural component using the titanium aluminide alloy - Google Patents

Titanium aluminide alloy, titanium aluminide alloy manufacturing method, and structural component using the titanium aluminide alloy Download PDF

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Description

本発明は、チタンアルミナイドに基づく合金に関し、特に鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されたγチタンアルミナイド合金に関するものである。   The present invention relates to an alloy based on titanium aluminide, and more particularly to a γ titanium aluminide alloy produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method.

チタンアルミナイド合金は、低密度で高剛性かつ良好な耐食性を有する。チタンアルミナイド合金は、固定状態では、六方晶のα相、α相とβ相の二相組織、体心立方晶のβ相、β相とγ相の二相組織、又は正方晶のγ相を有する。   Titanium aluminide alloy has low density, high rigidity, and good corrosion resistance. In the fixed state, titanium aluminide alloy has a hexagonal α phase, α phase and β phase two phase structure, body centered cubic β phase, β phase and γ phase two phase structure, or tetragonal γ phase. Have.

工業上の経験から、チタンアルミナイド合金では、正方晶組織の金属間相であるγチタンアルミナイド相（γ（ＴｉＡｌ））を基礎として、占有度合いが多いγチタンアルミナイド相に添加された少ない含有比率の六方晶組織の金属間相であるαチタンアルミナイド相（α２（Ｔｉ３Ａｌ））が、特に興味深い性質を持つ。γチタンアルミナイド合金は、その密度が３．８５から４．２ｇ／ｃｍ３の低密度で高い弾性率を有し、７００℃の高温まで高い剛性と高い耐クリープ性があることで、高温で使用される軽量構造部品として有用な材料である。高温で使用される軽量構造部品としては、例えば、航空機エンジンのタービン動翼や定常ガスタービン、エンジンバルブ、高温ガス人工呼吸器が挙げられる。 Based on industrial experience, titanium aluminide alloys are based on the γ-titanium aluminide phase (γ (TiAl)), which is an intermetallic phase of tetragonal structure. The α titanium aluminide phase (α 2 (Ti 3 Al)), which is an intermetallic phase having a hexagonal structure, has particularly interesting properties. γ titanium aluminide alloy has a low elastic density of 3.85 to 4.2 g / cm 3 , high modulus of elasticity, high rigidity up to 700 ° C, and high creep resistance. This material is useful as a lightweight structural component. Examples of lightweight structural components used at high temperatures include turbine engine blades, stationary gas turbines, engine valves, and hot gas ventilators for aircraft engines.

チタンアルミナイド合金は、アルミニウム含有量が４５から４９原子％での技術的に有用な合金領域において、鋳造から冷却までの固化期間に、連続した相転換が生じる。固化は、体心立方組織（高温相）であるβ相を伴うβ混晶か、又は六方晶組織（低温相）であるα相にγ相の関与を伴うα混晶の、これら２つの包晶反応のいずれかを経て完全な位置に収まる。   Titanium aluminide alloys undergo continuous phase transformation during the solidification period from casting to cooling in the technically useful alloy region with an aluminum content of 45 to 49 atomic percent. Solidification is a combination of these two inclusions: a β mixed crystal with a β phase that is a body-centered cubic structure (high temperature phase), or an α mixed crystal that involves the involvement of a γ phase in an α phase that is a hexagonal structure (low temperature phase). It will be in perfect position via any of the crystal reactions.

そして、γチタンアルミナイド合金中のアルミニウム（Ａｌ）が、延性や耐酸化性を増加させる元素となることが知られている。さらに、ニオブ（Ｎｂ）が、延性や耐酸化性のみならず、剛性や耐クリープ性を増加させる元素となることが知られている。ホウ素（Ｂ）は、γ相中では溶解しないため、鋳造状態とその後のα相中での熱処理を伴う再形成の両方にて微粒子化が達成可能な元素である。一方、組織物質中のβ相の構成比率の増加がアルミニウム（Ａｌ）含有量の低下を招き、β安定化元素が集中するためβ相の分散が粗雑となってしまい、機械的特性の悪化要因となる。   It is known that aluminum (Al) in the γ titanium aluminide alloy is an element that increases ductility and oxidation resistance. Furthermore, it is known that niobium (Nb) becomes an element that increases not only ductility and oxidation resistance, but also rigidity and creep resistance. Since boron (B) does not dissolve in the γ phase, it is an element that can be made finer in both the cast state and the subsequent re-formation with heat treatment in the α phase. On the other hand, an increase in the composition ratio of the β phase in the tissue material leads to a decrease in the aluminum (Al) content, and the concentration of β stabilizing elements makes the dispersion of the β phase coarse, which is a cause of deterioration in mechanical properties. It becomes.

チタンアルミナイド合金の機械的特性は、変形と破断の過程で強い異方性を示すだけではなく、ラメラ組織、又は二重組織による構造的な異方性をも示している。チタンアルミナイド合金材料を製造するための組織や組成を作るために、鋳造工程や粉末冶金工程や再形成工程やこれらの製造工程の組み合わせが用いられる。   The mechanical properties of the titanium aluminide alloy not only exhibit strong anisotropy in the process of deformation and fracture, but also show structural anisotropy due to a lamellar structure or a double structure. A casting process, a powder metallurgy process, a reforming process, or a combination of these manufacturing processes is used to create a structure or composition for manufacturing a titanium aluminide alloy material.

チタンアルミナイド合金は、機械的にも化学的にも均質な組織であることが知られており、例えば、欧州特許１，０１５，６５０号公報（特許文献１）や米国特許６，５２４，４０７号公報（特許文献２）が文献公知となっている。上記特許文献１と２では、チタンアルミナイド合金における主要なγ（ＴｉＡｌ）相とα２（Ｔｉ３Ａｌ）相が、微細分散工法にて分散されている。上記特許文献１と２記載のチタンアルミナイド合金は、アルミニウム（Ａｌ）の含有量が４５原子％であって、非常に良好な機械的特性と高温特性を示している。 Titanium aluminide alloys are known to have a mechanically and chemically homogeneous structure, such as European Patent 1,015,650 (Patent Document 1) and US Pat. No. 6,524,407. The publication (Patent Document 2) is publicly known. In Patent Documents 1 and 2, the main γ (TiAl) phase and α 2 (Ti 3 Al) phase in the titanium aluminide alloy are dispersed by a fine dispersion method. The titanium aluminide alloys described in Patent Documents 1 and 2 have an aluminum (Al) content of 45 atomic% and exhibit very good mechanical characteristics and high temperature characteristics.

γ（ＴｉＡｌ）相に基づくチタンアルミナイド合金は、一般に、高い剛性、高い弾性率、良好な耐酸化性、高い耐クリープ性、低密度を併せ持つ。これら諸特性により、チタンアルミナイド合金は、高温で使用される材料として用いられている。これら高温で使用される材料に、低い展性で低い破壊靱性の材料（例えばプラスチック）を使用すれば、重大な不具合を生じる。多くの構造材料においては、剛性と展性とは反比例する。高力合金では、とりわけ脆性が大きい。構造材料ではこれらの欠点をなくすことが求められ、組織構造の最適化のための包括的な実験が行われている。   A titanium aluminide alloy based on a γ (TiAl) phase generally has high rigidity, high elastic modulus, good oxidation resistance, high creep resistance, and low density. Due to these characteristics, titanium aluminide alloys are used as materials used at high temperatures. If a material (for example, plastic) having low malleability and low fracture toughness is used as the material used at these high temperatures, a serious problem occurs. In many structural materials, stiffness and malleability are inversely proportional. High strength alloys are particularly brittle. Structural materials are required to eliminate these drawbacks, and comprehensive experiments are being conducted to optimize the tissue structure.

既に開発された組織構造の型を大まかに分類すると、（ａ）コアキシャルガンマ組織、（ｂ）二重組織、（ｃ）ラメラ組織に分類される。現在の開発状況としては、例えば、以下に示す非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３が知られている。   The types of tissue structures that have already been developed are roughly classified into (a) coaxial gamma tissue, (b) double tissue, and (c) lamellar tissue. For example, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Non-Patent Document 3 shown below are known as the current development status.

チタンアルミナイド合金とするには、ホウ化チタニウム形態を導くためにホウ素（Ｂ）を添加して予め主要な精製が行われ、例えば、以下に示す非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６、非特許文献７が知られている。   In order to obtain a titanium aluminide alloy, boron (B) is added in advance to derive a titanium boride form, and main purification is performed in advance, for example, Non-Patent Document 4, Non-Patent Document 5, Non-Patent Document shown below. 6 and Non-Patent Document 7 are known.

上記合金を、さらに精製して圧密構造とするには、一般に、合金の押し出し工程又は鍛造工程で多数回に亘って高温での再形成を受けることとなり、例えば、以下に示す非特許文献５、非特許文献７、非特許文献８、非特許文献９が知られている。   In order to further refine the alloy into a consolidated structure, the alloy is generally subjected to reformation at a high temperature many times in the extrusion process or forging process of the alloy. For example, Non-Patent Document 5, shown below, Non-Patent Document 7, Non-Patent Document 8, and Non-Patent Document 9 are known.

欧州特許１，０１５，６５０号公報European Patent 1,015,650 米国特許６，５２４，４０７号公報US Pat. No. 6,524,407

Ｙ．‐Ｗ．Ｋｉｍ， Ｄ．Ｍ．Ｄｉｍｉｄｕｋ， ｉｎ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ １９９７， Ｅｄｓ．Y. -W. Kim, D.D. M.M. Dimiduk, in: Structural Intermetallics 1997, Eds. Ｍ．Ｖ．Ｎａｔｈａｌ， Ｒ．Ｄａｒｏｌｉａ， Ｃ．Ｔ．Ｌｉｕ， Ｐ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ， Ｄ．Ｂ．Ｍｉｒａｃｌｅ， Ｒ．Ｗａｇｎｅｒ， Ｍ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ， ＴＭＳ， Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ ＰＡ， １９９６， ５３１頁M.M. V. Nathal, R.A. Darolia, C.I. T.A. Liu, P.A. L. Martin, D.C. B. Miracle, R.M. Wagner, M.M. Yamaguchi, TMS, Warrendale PA, 1996, p. 531 Ｍ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ， Ｈ．Ｉｎｕｉ， Ｋ．Ｉｔｏ， Ａｃｔａ ｍａｔｅｒ．４８（２０００）， ３０７頁M.M. Yamaguchi, H .; Inui, K.M. Ito, Acta material. 48 (2000), page 307 Ｔ．Ｔ．Ｃｈｅｎｇ ｉｎ： Ｇａｍｍａ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｉｄｅｓ １９９９， Ｅｄｓ．T.A. T.A. Cheng in: Gamma Titanium Aluminides 1999, Eds. Ｙ．‐Ｗ．Ｋｉｍ， Ｄ．Ｍ．Ｄｉｍｉｄｕｋ， Ｍ．Ｈ．Ｌｏｒｅｔｔｏ， ＴＭＳ， Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ ＰＡ， １９９９， ３８９頁， Ｇａｍｍａ Ｔｉｔａｎｉｕｍ ＡｌｕｍｉｎｉｄｅｓY. -W. Kim, D.D. M.M. Dimiduk, M.M. H. Loretto, TMS, Warrendale PA, 1999, p. 389, Gamma Titanium Aluminides Ｙ．‐Ｗ．Ｋｉｍ， Ｄ．Ｍ．Ｄｉｍｉｄｕｋ，ｉｎ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ ２００１， Ｅｄｓ．Y. -W. Kim, D.D. M.M. Dimiduk, in: Structural Intermetallics 2001, Eds. Ｋ．Ｊ．Ｈｅｍｋｅｒ， Ｄ．Ｍ．Ｄｉｍｉｄｕｋ， Ｈ．Ｃｌｅｍｅｎｓ， Ｒ．Ｄａｒｏｌｉａ， Ｈ．Ｉｎｕｉ， Ｊ．Ｍ．Ｌａｓｅｎ， Ｖ．Ｋ．Ｓｉｋｋａ， Ｍ．Ｔｈｏｍａｓ， Ｊ．Ｄ．Ｗｈｉｔｔｅｎｂｅｒｇｅｒ， ＴＭＳ， Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ ＰＡ， ２００１， ６２５頁K. J. et al. Hemker, D.D. M.M. Dimiduk, H.M. Clemens, R.M. Daroria, H.M. Inui, J.A. M.M. Lasen, V.M. K. Sikka, M .; Thomas, J.A. D. Whitenberger, TMS, Warrendale PA, 2001, p. 625 Ｙ．‐Ｗ．Ｋｉｍ， Ｒ．Ｗａｎｇｅｒ， Ｍ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ， ＴＭＳ， Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ ＰＡ， １９９５，Ｇａｍｍａ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｉｄｅｓ， Ｅｄｓ．Y. -W. Kim, R.A. Wanger, M.M. Yamaguchi, TMS, Warrendale PA, 1995, Gamma Titanium Aluminides, Eds. Ｍ．Ｖ．Ｎａｔｈａｌ， Ｒ．Ｄａｒｏｌｉａ， Ｃ．Ｔ．Ｌｉｕ， Ｐ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ， Ｄ．Ｂ．Ｍｉｒａｃｌｅ， Ｒ．Ｗａｇｎｅｒ， Ｍ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ， ＴＭＳ， Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ ＰＡ， １９９７， Ｓｔｒｕｃｔｕａｌ Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ．M.M. V. Nathal, R.A. Darolia, C.I. T.A. Liu, P.A. L. Martin, D.C. B. Miracle, R.M. Wagner, M.M. Yamaguchi, TMS, Warrendale PA, 1997, Structural Internationals.

このような実情に鑑みて、本発明の目的は、ナノメータサイズでの微細組織構造形態で均質なチタンアルミナイド合金とその加工方法、並びにチタンアルミナイド合金から製造される構造部品を提供するものである。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a titanium aluminide alloy that is homogeneous in a microstructure structure in nanometer size, a processing method thereof, and a structural component manufactured from the titanium aluminide alloy.

本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３８から４２原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とクロム（Ｃｒ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３８．５から４２．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のクロム（Ｃｒ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とジルコニウム（Ｚｒ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３９から４３原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のジルコニウム（Ｚｒ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とモリブデン（Ｍｏ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４４．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のモリブデン（Ｍｏ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）と鉄（Ｆｅ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４４．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中の鉄（Ｆｅ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とランタン（Ｌａ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のランタン（Ｌａ）の割合が０．１から１原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とスカンジウム（Ｓｃ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のスカンジウム（Ｓｃ）の割合が０．１から１原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とイットリウム（Ｙ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のイットリウム（Ｙ）の割合が０．１から１原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とマンガン（Ｍｎ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４２から４６原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のマンガン（Ｍｎ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とタンタル（Ｔａ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のタンタル（Ｔａ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とバナジウム（Ｖ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のバナジウム（Ｖ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。
本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とタングステン（Ｗ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４６原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のタングステン（Ｗ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とする。 Titanium aluminide alloys of the present invention is based on the γ titanium aluminide phase produced by casting metallurgy or powder metallurgy process, a titanium aluminide alloys composition titanium (Ti) and aluminum (Al) of niobium (Nb) A modulated lamellar structure piece comprising a B19 phase and a β phase , wherein the percentage of aluminum (Al) in the alloy is 38 to 42 atomic%, the percentage of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, Are formed alternately to form a composite lamellar structure that is an intermetallic bond, and the weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy , or 0.1 to 10% of said alloy, and wherein the brittle γ titanium aluminide phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated That.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and chromium (Cr) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 38.5 to 42.5 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the alloy The ratio of chromium (Cr) in the composition is 0.5 to 5 atomic%, and the composite lamella structure, which is an intermetallic bond, is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase. And the weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and is brittle Characterized in that the titanium aluminide phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and zirconium (Zr) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 39 to 43 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and zirconium ( The ratio of Zr) is 0.5 to 5 atomic%, and a complex lamellar tissue that is an intermetallic bond is formed by alternately forming modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase, The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, Characterized in that had γ titanium aluminide phase stretch easily B19 phase and β phase and is incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and molybdenum (Mo) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 44.5 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, The ratio of molybdenum (Mo) is 0.5 to 5 atomic%, and the composite lamellar structure which is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamellar tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase. The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, Characterized in that had γ titanium aluminide phase stretch easily B19 phase and β phase and is incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and iron (Fe) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 44.5 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, The ratio of iron (Fe) is 0.5 to 5 atomic%, and the composite lamellar structure which is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase. And the weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar structure piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, Characterized in that the ruler's private property phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and lanthanum (La) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and lanthanum ( The ratio of La) is 0.1 to 1 atomic%, and the composite lamellar tissue that is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamellar tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase, The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, Characterized in that the N'aruminaido phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and scandium (Sc) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and scandium ( The ratio of Sc) is 0.1 to 1 atomic%, and the composite lamellar tissue that is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamellar tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase, The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, Characterized in that had γ titanium aluminide phase stretch easily B19 phase and β phase and is incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and yttrium (Y) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic%, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the yttrium ( The ratio of Y) is 0.1 to 1 atomic%, and the composite lamellar tissue that is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamellar tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase, In the lamellar structure piece of the composite lamellar structure, the weight ratio of B19 phase and β phase is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and is brittle Characterized in that the titanium aluminide phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and manganese (Mn) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the percentage of aluminum (Al) in the alloy is 42 to 46 atomic%, the percentage of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and manganese ( The ratio of Mn) is 0.5 to 5 atomic%, and the composite lamellar structure that is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamellar tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase, The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, Characterized in that the N'aruminaido phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and tantalum (Ta) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the tantalum ( The ratio of Ta) is 0.5 to 5 atomic%, and a complex lamellar tissue that is an intermetallic bond is formed by alternately forming modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase, The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, Characterized in that the N'aruminaido phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and vanadium (V) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and vanadium ( The ratio of V) is 0.5 to 5 atomic%, and the composite lamellar structure which is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamellar tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase, The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, Characterized in that the N'aruminaido phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated.
The titanium aluminide alloy of the present invention is a titanium composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and tungsten (W) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. An aluminide alloy, wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 46 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and tungsten ( The ratio of W) is 0.5 to 5 atomic%, and the modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase are alternately formed, thereby forming a composite lamellar tissue that is an intermetallic bond, In the lamellar structure piece of the composite lamellar structure, the weight ratio of B19 phase and β phase is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and is brittle Characterized in that the titanium aluminide phase stretch easily B19 phase and β phase are incorporated.

本発明によれば、結晶学的に異なるＢ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されて、ナノメータサイズでの金属間結合である複合ラメラ組織が組成される。本発明によって組成された複合ラメラ組織は、主にγチタンアルミナイド（γ（ＴｉＡｌ））相によって取り囲まれた組織となる。   According to the present invention, modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase which are crystallographically different are alternately formed, and a composite lamellar tissue which is an intermetallic bond in nanometer size is composed. The composite lamellar structure composed according to the present invention is a structure mainly surrounded by a γ titanium aluminide (γ (TiAl)) phase.

本発明の複合ラメラ組織は、既知の製造方法によって合金形成することができる。すなわち、鋳造や粉末冶金法によって合金形成できる。本発明のチタンアルミナイド合金は、非常に高い剛性と耐クリープ性を有し、同時に高い延性と破壊靱性を有する。   The composite lamellar structure of the present invention can be alloyed by a known production method. That is, an alloy can be formed by casting or powder metallurgy. The titanium aluminide alloy of the present invention has very high rigidity and creep resistance, and at the same time has high ductility and fracture toughness.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）から組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３８から４２原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), and niobium (Nb), and the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 38 to 42 atomic%, and the niobium ( The ratio of Nb) is 5 to 10 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とクロム（Ｃｒ）から組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３８．５から４２．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のクロム（Ｃｒ）の割合が０．５から５原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and chromium (Cr), and the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 38.5 to 42.5 atomic%. The ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of chromium (Cr) in the alloy is 0.5 to 5 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とジルコニウム（Ｚｒ）から組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３９から４３原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のジルコニウム（Ｚｒ）の割合が０．５から５原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and zirconium (Zr), and the ratio of aluminum (Al) in the alloy is 39 to 43 atomic%, The ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of zirconium (Zr) in the alloy is 0.5 to 5 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とモリブデン（Ｍｏ）から組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４４．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のモリブデン（Ｍｏ）の割合が０．５から５原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and molybdenum (Mo), and the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 44.5 atomic%. The ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of molybdenum (Mo) in the alloy is 0.5 to 5 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）と鉄（Ｆｅ）からから組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４４．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中の鉄（Ｆｅ）の割合が０．５から５原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and iron (Fe), and the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 44.5 atomic%. The ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of iron (Fe) in the alloy is 0.5 to 5 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とランタン（Ｌａ）から組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のランタン（Ｌａ）の割合が０．１から１原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and lanthanum (La), and the ratio of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic%, The ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of lanthanum (La) in the alloy is 0.1 to 1 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とスカンジウム（Ｓｃ）から組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のスカンジウム（Ｓｃ）の割合が０．１から１原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and scandium (Sc), and the ratio of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic%, The ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of scandium (Sc) in the alloy is 0.1 to 1 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とイットリウム（Ｙ）から組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のイットリウム（Ｙ）の割合が０．１から１原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and yttrium (Y), and the aluminum (Al) ratio in the alloy is 41 to 45 atomic%, The ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of yttrium (Y) in the alloy is 0.1 to 1 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とマンガン（Ｍｎ）から組成され、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４２から４６原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のマンガン（Ｍｎ）の割合が０．５から５原子％であることを特徴とする。   In the present invention, the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and manganese (Mn), and the ratio of aluminum (Al) in the alloy is 42 to 46 atomic%, The ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of manganese (Mn) in the alloy is 0.5 to 5 atomic%.

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とタンタル（Ｔａ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、当該合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のタンタル（Ｔａ）の割合が０．５から５原子％であることを特徴とする。   The present invention is a titanium aluminide alloy in which the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and tantalum (Ta), and the proportion of aluminum (Al) in the alloy is from 41 45 atomic%, the ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of tantalum (Ta) in the alloy is 0.5 to 5 atomic%. .

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とバナジウム（Ｖ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、当該合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のバナジウム（Ｖ）の割合が０．５から５原子％であることを特徴とする。   The present invention is a titanium aluminide alloy in which the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and vanadium (V), and the proportion of aluminum (Al) in the alloy is from 41 45 atomic%, the ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of vanadium (V) in the alloy is 0.5 to 5 atomic%. .

本発明は、前記合金がチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とタングステン（Ｗ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、当該合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４６原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のタングステン（Ｗ）の割合が０．５から５原子％であることを特徴とする。   The present invention is a titanium aluminide alloy in which the alloy is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and tungsten (W), and the proportion of aluminum (Al) in the alloy is from 41 46 atomic%, the ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and the ratio of tungsten (W) in the alloy is 0.5 to 5 atomic%. .

これら上記本発明のアルミナイド合金は、前記合金がホウ素（B）、又は炭素（Ｃ）、或いはホウ素（B）と炭素（Ｃ）の両方を添加物として含有し、当該合金中のホウ素（B）の割合が０．１から１原子％であり、当該合金中の炭素（Ｃ）の割合が０．１から１原子％であることが好ましい。   In these aluminide alloys of the present invention, the alloy contains boron (B), carbon (C), or both boron (B) and carbon (C) as additives, and boron (B) in the alloy. It is preferable that the ratio of carbon (C) in the alloy is 0.1 to 1 atomic%.

本発明によれば、これらの添加物によって、チタンアルミナイド合金の組織が、さらに微細組織構造となる。   According to the present invention, with these additives, the structure of the titanium aluminide alloy further becomes a microstructure.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金の組成は、避け難い不純物を含有しないため、実用的な合金である。しかしながら、上記以外の本発明に係るチタンアルミナイド合金の組成では、避け難い不純物を含有するため、実用的ではない。   These titanium aluminide alloys of the present invention are practical alloys because they do not contain inevitable impurities. However, the composition of the titanium aluminide alloy according to the present invention other than the above is not practical because it contains impurities that cannot be avoided.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、高温で使用される軽量構造部品として好適な材料であり、例えば、航空機エンジンのタービン動翼や定常ガスタービン、エンジンバルブ、高温ガス人工呼吸器に好適な材料である。   These titanium aluminide alloys of the present invention are suitable materials for lightweight structural parts used at high temperatures, for example, materials suitable for aircraft engine turbine blades, stationary gas turbines, engine valves, and high-temperature gas ventilators. It is.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法、粉末冶金法、又は再形成技術を伴う鋳造冶金法と粉末冶金法との組み合わせより製造される。   These titanium aluminide alloys of the present invention are produced by a casting metallurgy method, a powder metallurgy method, or a combination of a casting metallurgy method and a powder metallurgy method involving a reforming technique.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、微細組織構造であり、高い剛性と高い耐クリープ性、良好な延性と破壊靱性を併せ持つ。   These titanium aluminide alloys of the present invention have a microstructure, and have both high rigidity, high creep resistance, good ductility and fracture toughness.

上述した引用文献等に記載される既知の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）含有量が３８から４９原子％のチタンアルミナイド合金と、それに加え、Ｂ２相又はＢ２相の中に存在することができて溶解し難い元素を含有し比較的大きな占有度のβ相とが付加される合金が知られている。これらの二相の結晶格子は、格子転換を導くことができるせん断加工での均質性を考慮しているがために、機械的な不安定さがある。この特性は、主に異方性結合比率と体心立方格子の対称性に起因する。β相又はＢ２相は、格子転移となる傾向が非常に際立っている。特にＢ１９相やＢ３３相に属するβ相又はＢ２相での体心立方格子のすべり変形を経て、異なる斜方晶相が形成される。   Known materials described in the above cited references and the like include titanium aluminide alloys having an aluminum (Al) content of 38 to 49 atomic%, and in addition, can exist in the B2 phase or B2 phase. Alloys containing elements that are difficult to dissolve and having a relatively large occupancy β phase are known. These two-phase crystal lattices have mechanical instability due to the consideration of homogeneity in shearing that can lead to lattice transitions. This characteristic is mainly due to the anisotropic coupling ratio and the symmetry of the body-centered cubic lattice. The β phase or the B2 phase is very prone to lattice transition. In particular, different orthorhombic phases are formed through slip deformation of the body-centered cubic lattice in the β phase or B2 phase belonging to the B19 phase or the B33 phase.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、チタンアルミナイド合金の微細構造の精製のために、すべり転換を経た格子変形を用いるという考え方に基づくものである。この製造工程は、既知の科学書にて示されたチタンアルミナイド合金の製造工程にはない新しいものである。これら上記本発明のチタンアルミナイド合金の場合は、六方晶であるω，ω’，ω”のような脆性相が、構造材料特性として極端に不利となるすべり転換を経ることがない。   These titanium aluminide alloys of the present invention are based on the idea that lattice deformation through slip conversion is used to refine the microstructure of the titanium aluminide alloy. This manufacturing process is a new one that is not present in the manufacturing process of titanium aluminide alloys shown in known scientific books. In the case of these titanium aluminide alloys of the present invention, a brittle phase such as ω, ω ′, ω ″ which is a hexagonal crystal does not undergo slip conversion which is extremely disadvantageous as a structural material characteristic.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金の大きな特長は、粒子再形成元素としてホウ素（Ｂ）やホウ化物からなる添加物を伴わずに、合金の再形成組織を達成することである。これは、ホウ化物を含有するチタンアルミナイド合金では、ホウ素（Ｂ）がクラックの核となることが確実視され、チタンアルミナイド合金に脆性をもたらすからである。   A major feature of the above-described titanium aluminide alloys of the present invention is that an alloy reformed structure is achieved without an additive composed of boron (B) or boride as a particle re-forming element. This is because, in a titanium aluminide alloy containing a boride, boron (B) is surely considered to be a nucleus of cracks and brings brittleness to the titanium aluminide alloy.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、上記合金組成がそれぞれのラメラ組織片にＢ１９相とβ相を含有する複合ラメラ組織が組成され、この複合ラメラ組織は、γチタンアルミナイド（γ（ＴｉＡｌ））相によって取り囲まれた組織となる。   In these titanium aluminide alloys of the present invention, the above alloy composition is composed of a composite lamellar structure containing B19 phase and β phase in each lamellar tissue piece, and this composite lamellar structure is composed of γ titanium aluminide (γ (TiAl)). It becomes an organization surrounded by phases.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、それぞれのラメラ組織片がＢ１９相及びβ相からなる複合ラメラ組織から前記合金が組成され、当該複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％であり、好ましくは前記合金の０．１から１０％である。より詳しくは、前記複合ラメラ組織を組成するラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．２から５％であり、好ましくは前記合金の０．２５から４％である。さらに詳しくは、前記複合ラメラ組織を組成するラメラ組織片におけるＢ１９相とβ相の重量比率が前記合金の１／３から３％であり、好ましくは前記合金の０．５から２％である。前記合金組成を微細組織構造とするには、前記複合ラメラ組織を組成するラメラ組織片におけるＢ１９相とβ相の重量比率が前記合金の０．７５から１．２５％であり、好ましくは前記合金の０．８から１．２％であり、特に好ましくは前記合金の０．９から１．１％である。   These titanium aluminide alloys of the present invention are composed of a composite lamellar structure in which each lamellar tissue piece is composed of a B19 phase and a β phase, and the weight ratio of the B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure Is 0.05 to 20% of the alloy, preferably 0.1 to 10% of the alloy. More specifically, the weight ratio of the B19 phase and the β phase in the lamellar tissue piece composing the composite lamellar structure is 0.2 to 5% of the alloy, preferably 0.25 to 4% of the alloy. More specifically, the weight ratio of the B19 phase to the β phase in the lamellar tissue piece constituting the composite lamellar structure is 1/3 to 3% of the alloy, preferably 0.5 to 2% of the alloy. In order to obtain a microstructure of the alloy composition, the weight ratio of the B19 phase and the β phase in the lamellar tissue piece constituting the composite lamellar structure is 0.75 to 1.25% of the alloy, preferably the alloy 0.8 to 1.2% of the alloy, particularly preferably 0.9 to 1.1% of the alloy.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、前記複合ラメラ組織を組成するラメラ組織片の外周をγチタンアルミナイド相が取り囲んだ複合ラメラ組織となっており、好ましくは、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片の両側にγチタンアルミナイド相が接した複合ラメラ組織となっていることを特徴とする。   These titanium aluminide alloys of the present invention have a composite lamellar structure in which the outer circumference of the lamellar tissue piece constituting the composite lamellar structure is surrounded by a γ titanium aluminide phase, preferably, the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure It is characterized by a composite lamellar structure in which γ titanium aluminide phases are in contact with both sides.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、前記複合ラメラ組織を組成するラメラ組織片の重量比率が前記合金の１０％より大きく、好ましくは前記複合ラメラ組織のラメラ組織片の重量比率が前記合金の２０％より大きいことを特徴とする。   In these titanium aluminide alloys of the present invention, the weight ratio of the lamellar tissue pieces composing the composite lamellar structure is larger than 10% of the alloy, preferably the weight ratio of the lamellar tissue pieces of the composite lamellar structure is 20% of that of the alloy. Greater than%.

これら上記本発明のチタンアルミナイド合金は、前記複合ラメラ組織を組成するラメラ組織片がαチタンアルミナイド相をその最大２０％まで保有することを特徴とする。   These titanium aluminide alloys of the present invention are characterized in that the lamellar tissue pieces constituting the composite lamellar structure have an α-titanium aluminide phase up to 20%.

これら上記本発明により製造されたチタンアルミナイド合金は、最大８００℃の高温で使用される軽量構造材料として好適な材料となる。   These titanium aluminide alloys produced according to the present invention are suitable materials for lightweight structural materials used at high temperatures up to 800 ° C.

本発明のチタンアルミナイド合金の製造方法は、特定の微細組織構造のチタンアルミナイド合金とする前の鋳造ブロックを予め設定された熱処理温度と熱処理時間で熱処理を施し予め設定された冷却温度勾配にて冷却して前記チタンアルミナイド合金を製造する方法であって、前記熱処理温度が９００℃を越える温度、１０００℃を越える温度、１０００℃から１２００℃の温度から選択され、前記熱処理時間が６０分を越える時間、ないしは９０分を越える時間であり、かつ、前記冷却温度勾配が毎分０．５℃以上の温度勾配にて冷却することを特徴とする。また本発明は、前記冷却温度勾配が毎分１℃から毎分２０℃の温度勾配にて冷却し、好ましくは毎分１℃から毎分１０℃までの温度勾配にて冷却することを特徴とする。また本発明は、押し出し加工又は鍛造加工にて多数回に亘って前記熱処理を施すことが好ましい。これら本発明により、前記チタンアルミナイド合金をさらに圧密構造とする。 The method for producing a titanium aluminide alloy according to the present invention is such that a cast block before a titanium aluminide alloy having a specific microstructure is subjected to heat treatment at a preset heat treatment temperature and heat treatment time and cooled at a preset cooling temperature gradient. a method of producing the titanium aluminide alloy to a temperature of the heat treatment temperature exceeds 900 ° C., a temperature exceeding 1000 ° C., are selected from a temperature of 1200 ° C. from 1000 ° C., the time that the heat treatment time exceeds 60 minutes Or a time exceeding 90 minutes, and the cooling temperature gradient is cooled at a temperature gradient of 0.5 ° C. or more per minute. Further, the present invention is characterized in that the cooling temperature gradient is cooled at a temperature gradient of 1 ° C./min to 20 ° C./min, preferably at a temperature gradient of 1 ° C./min to 10 ° C./min. To do. In the present invention, the heat treatment is preferably performed many times by extrusion or forging. These present invention, further a consolidated structure the titanium aluminide alloy.

これら本発明のチタンアルミナイド合金から目的とする構造部品が製造される。本発明のチタンアルミナイド合金は、金属間結合であるγチタンアルミナイド相に基づく合金であることから、高温で使用される軽量構造部品として好適な材料であり、例えば、航空機エンジンのタービン動翼や定常ガスタービン、エンジンバルブ、高温ガス人工呼吸器に好適な材料である。また、これら本発明のチタンアルミナイド合金の加工方法により製造された中間製品が目的とする構造部品の製造に使用される。なお上述の説明にて明らかである事柄については、繰り返し説明することを省略する。   The intended structural parts are produced from these titanium aluminide alloys of the present invention. Since the titanium aluminide alloy of the present invention is an alloy based on a γ titanium aluminide phase that is an intermetallic bond, the titanium aluminide alloy is a material suitable as a lightweight structural component used at high temperatures. It is a suitable material for gas turbines, engine valves, and hot gas ventilators. Moreover, the intermediate product manufactured by the processing method of the titanium aluminide alloy of this invention is used for manufacture of the target structural component. Note that the matters that are obvious in the above description are not described repeatedly.

本発明によれば、結晶学的に異なるＢ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されて、ナノメータサイズでの金属間結合である複合ラメラ組織が組成される。本発明によって組成された複合ラメラ組織は、主にγチタンアルミナイド（γ（ＴｉＡｌ））相によって取り囲まれた組織となる。本発明の複合ラメラ組織は、既知の製造方法によって合金形成することができる。すなわち、鋳造や粉末冶金法によって合金形成できる。本発明のチタンアルミナイド合金は、非常に高い剛性と耐クリープ性を有し、同時に高い延性と破壊靱性を有する。前記本発明のチタンアルミナイド合金の組成は、避け難い不純物を有しないため、実用的な合金である。これら前記本発明のチタンアルミナイド合金は、高温で使用される軽量構造部品として好適な材料であり、例えば、航空機エンジンのタービン動翼や定常ガスタービン、エンジンバルブ、高温ガス人工呼吸器に好適な材料である。   According to the present invention, modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase which are crystallographically different are alternately formed, and a composite lamellar tissue which is an intermetallic bond in nanometer size is composed. The composite lamellar structure composed according to the present invention is a structure mainly surrounded by a γ titanium aluminide (γ (TiAl)) phase. The composite lamellar structure of the present invention can be alloyed by a known production method. That is, an alloy can be formed by casting or powder metallurgy. The titanium aluminide alloy of the present invention has very high rigidity and creep resistance, and at the same time has high ductility and fracture toughness. The composition of the titanium aluminide alloy of the present invention is a practical alloy because it has no unavoidable impurities. These titanium aluminide alloys of the present invention are suitable materials for lightweight structural parts used at high temperatures, for example, materials suitable for aircraft engine turbine blades, stationary gas turbines, engine valves, and high-temperature gas ventilators. It is.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

上述した本発明のチタンアルミナイド合金は、既知の鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造され、熱間鍛造、ホットプレス、熱間押し出し、又は熱間圧延により加工することができる。本発明のチタンアルミナイド合金の加工方法は、これら上記本発明のチタンアルミナイド合金を鋳造冶金法又は粉末冶金法により加工する方法であって、当該合金の製造後に、９００℃を越える高温にて熱処理して中間製品とするものであり、好ましくは１０００℃を越える高温にて熱処理して中間製品とするものであり、特に好ましくは１０００℃から１２００℃の高温にて熱処理して中間製品とする。本発明は、予め設定された前記熱処理の時間が６０分を越えるものであり、好ましくは予め設定された前記熱処理の時間が９０分を越えるものであり、前記熱処理された合金を予め設定された毎分０．５℃以上の温度勾配にて冷却する。本発明は、前記熱処理された合金を予め設定された毎分１℃から毎分２０℃の温度勾配にて冷却し、好ましくは前記熱処理された合金を予め設定された毎分１℃から毎分１０℃までの温度勾配にて冷却する。   The titanium aluminide alloy of the present invention described above is manufactured by a known casting metallurgy method or powder metallurgy method, and can be processed by hot forging, hot pressing, hot extrusion, or hot rolling. The processing method of the titanium aluminide alloy of the present invention is a method of processing the titanium aluminide alloy of the present invention by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, and heat-treats at a high temperature exceeding 900 ° C. after the production of the alloy. An intermediate product, preferably an intermediate product by heat treatment at a high temperature exceeding 1000 ° C., particularly preferably an intermediate product by heat treatment at a high temperature of 1000 ° C. to 1200 ° C. According to the present invention, the preset heat treatment time exceeds 60 minutes, preferably the preset heat treatment time exceeds 90 minutes, and the heat-treated alloy is preset. Cool with a temperature gradient of 0.5 ° C or more per minute. The present invention cools the heat-treated alloy with a preset temperature gradient of 1 ° C./min to 20 ° C./min, preferably the heat-treated alloy with a preset temperature of 1 ° C./min Cool with a temperature gradient to 10 ° C.

本発明のチタンアルミナイド合金は、鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されたγチタンアルミナイド相（γ（ＴｉＡｌ））に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、当該合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４２原子％であるとともに、当該合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が８．５原子％であり、かつ上記合金がそれぞれのラメラ組織片にＢ１９相とβ相を含有する複合ラメラ組織が組成される。   The titanium aluminide alloy of the present invention is composed of titanium (Ti), aluminum (Al), and niobium (Nb) based on a γ titanium aluminide phase (γ (TiAl)) produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method. A titanium aluminide alloy in which the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 42 atomic%, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 8.5 atomic%, and the alloys are respectively A composite lamellar tissue containing a B19 phase and a β phase is composed in the lamellar tissue piece.

上記本発明のチタンアルミナイド合金のγチタンアルミナイド相（符号γで示す）の複合ラメラ組織（符号Ｔで示す）を透過型電子顕微鏡にて撮像した画像を図１に示す。複合ラメラ組織（Ｔ）が縞模様に見えるラメラ組織片から構成され、これらのラメラ組織片がγチタンアルミナイド相（γ）によって取り囲まれた組織となっていることが図１（ａ）に示されている。   FIG. 1 shows an image obtained by imaging a composite lamellar structure (indicated by symbol T) of the γ titanium aluminide phase (indicated by symbol γ) of the titanium aluminide alloy of the present invention with a transmission electron microscope. FIG. 1 (a) shows that the composite lamellar tissue (T) is composed of lamellar tissue pieces that appear to be striped, and these lamellar tissue pieces are surrounded by a γ titanium aluminide phase (γ). ing.

図１（ｂ）は、図１（ａ）のγチタンアルミナイド相（γ）によって取り囲まれた複合ラメラ組織（Ｔ）の画像を約５倍の拡大率で拡大した画像である。   FIG. 1B is an image obtained by enlarging the image of the composite lamellar structure (T) surrounded by the γ titanium aluminide phase (γ) of FIG.

図１（ａ）と図１（ｂ）に示す組織構造は、押し出し加工されたものである。   The structure shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is extruded.

図１（ｃ）は、図１（ａ）と図１（ｂ）に示す合金と同じ組成である鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されたγチタンアルミナイド相（γ（ＴｉＡｌ））に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、当該合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４２原子％であるとともに、当該合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が８．５原子％であり、かつ上記合金がそれぞれのラメラ組織片にＢ１９相とβ相を含有する複合ラメラ組織が組成されるチタンアルミナイド合金を製造後に、鍛造加工された組織構造を撮像した画像であり、複合ラメラ組織（Ｔ）が縞模様に見えるラメラ組織片から構成され、これらのラメラ組織片がγチタンアルミナイド相（γ）によって取り囲まれた組織となっていることが図１（ｃ）に示されている。   FIG. 1 (c) is based on a γ titanium aluminide phase (γ (TiAl)) produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method having the same composition as the alloy shown in FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b). A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), and niobium (Nb), wherein the proportion of aluminum (Al) in the alloy is 42 atomic%, and niobium (Nb) in the alloy ) And a forged structure after manufacturing a titanium aluminide alloy in which the above alloy is composed of a composite lamellar structure containing B19 phase and β phase in each lamellar structure piece. The composite lamellar tissue (T) is composed of lamellar tissue pieces that appear to be striped, and these lamellar tissue pieces are surrounded by a γ titanium aluminide phase (γ). The weaving is shown in FIG.

上記本発明のチタンアルミナイド合金のγチタンアルミナイド相（γ）の複合ラメラ組織（Ｔ）を透過型電子顕微鏡にて撮像した高解像度の画像を図２に示す。本発明のチタンアルミナイド合金の複合ラメラ組織（Ｔ）を構成するラメラ組織片は、制御されたＢ１９相と、図２（ａ）の下側に配されるγチタンアルミナイド相（γ）の境界付近に配されて制御されなかったβ相から組成される。   FIG. 2 shows a high resolution image obtained by imaging the composite lamellar structure (T) of the γ titanium aluminide phase (γ) of the titanium aluminide alloy of the present invention with a transmission electron microscope. The lamellar structure piece constituting the composite lamellar structure (T) of the titanium aluminide alloy of the present invention is near the boundary between the controlled B19 phase and the γ titanium aluminide phase (γ) arranged on the lower side of FIG. It is composed of an uncontrolled β phase.

つまり、複合ラメラ組織（Ｔ）を構成するラメラ組織片が、結晶学的に異なるＢ１９相とβ／Ｂ２相とを数ナノメータの間隔をおいて含有していることが、図２（ａ）から読み取れる。つまり、複合ラメラ組織（Ｔ）を構成するラメラ組織片は、引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とを含有している。   That is, the lamellar tissue piece constituting the composite lamellar tissue (T) contains crystallographically different B19 phase and β / B2 phase with an interval of several nanometers from FIG. 2 (a). I can read. That is, the lamellar tissue piece constituting the composite lamellar tissue (T) contains a B19 phase and a β phase that are easily stretched.

本発明のチタンアルミナイド合金中の複合ラメラ組織（Ｔ）を構成するラメラ組織片のＢ１９相とβ相の重量比率は、０．８から１．２％である。脆いγチタンアルミナイド相（γ）に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とを組み込ませることで、ラメラ組織の主な加工での取り扱いが容易となる。   The weight ratio of the B19 phase to the β phase of the lamellar tissue piece constituting the composite lamellar structure (T) in the titanium aluminide alloy of the present invention is 0.8 to 1.2%. By incorporating the B19 phase and β phase, which are easily stretched, into the brittle γ titanium aluminide phase (γ), handling in the main processing of the lamellar structure becomes easy.

図２（ｂ）は、図２（ａ）のγチタンアルミナイド相（γ）によって取り囲まれた複合ラメラ組織（Ｔ）を構成するラメラ組織片のＢ１９相の画像を拡大した画像である。図２（ｂ）に示す図から計算したＢ１９相の回折図を図２（ｃ）に示す。   FIG. 2B is an enlarged image of the B19 phase image of the lamellar tissue piece constituting the composite lamellar tissue (T) surrounded by the γ titanium aluminide phase (γ) of FIG. The diffraction pattern of the B19 phase calculated from the diagram shown in FIG. 2B is shown in FIG.

上述した本発明のチタンアルミナイド合金中に生じたクラック（符号Ｃで示す）を電子顕微鏡にて撮像した画像を図３に示す。このクラック（Ｃ）は、調整された複合ラメラ組織（Ｔ）で回折しており、それは、クラック（Ｃ）のエッジを繋ぐ靭帯状のラメラ組織片からなる複合ラメラ組織であるからである。この電子顕微鏡による壁開の裂け目でのクラック（Ｃ）の伝播からも、本発明のチタンアルミナイド合金の挙動が従来のチタンアルミナイド合金とは異なることがわかる。本発明のチタンアルミナイド合金は、複合ラメラ組織（Ｔ）の作用により、クラック（Ｃ）の伝播が食い止められる。   The image which imaged the crack (it shows with the code | symbol C) which arose in the titanium aluminide alloy of this invention mentioned above with the electron microscope is shown in FIG. This crack (C) is diffracted by the adjusted composite lamellar structure (T) because it is a composite lamellar structure composed of ligamentous lamellar tissue pieces that connect the edges of the crack (C). From the propagation of the crack (C) at the crack of the wall opening by this electron microscope, it can be seen that the behavior of the titanium aluminide alloy of the present invention is different from that of the conventional titanium aluminide alloy. In the titanium aluminide alloy of the present invention, the propagation of cracks (C) is prevented by the action of the composite lamellar structure (T).

チタンアルミナイド合金組織の破壊靱性は、刻み目のある山形紋試料（ｎｏｔｃｈｅｄ Ｃｈｅｖｒｏｎ ｓａｍｐｌｅｓ）を異なる温度条件下で屈曲試験した結果で確定される。本発明のチタンアルミナイド合金の破壊靱性試験結果のグラフを図４に示す。図４に示すグラフの縦軸は外力（Ｆｏｒｃｅ）であり、グラフの横軸は偏位（Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）である。   The fracture toughness of the titanium aluminide alloy structure is determined by the results of bending tests of notched chevron samples under different temperature conditions. A graph of the fracture toughness test result of the titanium aluminide alloy of the present invention is shown in FIG. The vertical axis of the graph shown in FIG. 4 is an external force (Force), and the horizontal axis of the graph is a deflection.

試料に荷重を加えている期間中、クラックの伝播が繰り返し停止して、クラックがとぎれとぎれに起こっていることが、図４中に矢印で示す凹み形状から読み取れる。このような挙動は、脆いγチタンアルミナイド相（γ）に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とを組み込ませているからである。   It can be read from the recess shape indicated by the arrows in FIG. 4 that the propagation of the cracks repeatedly stops during the period in which the load is applied to the sample, and the cracks are intermittent. This is because the B19 phase and β phase that are easily stretched are incorporated into the brittle γ titanium aluminide phase (γ).

上述した本発明のチタンアルミナイド合金は、既知の鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造できる。例えば、電気アーク炉内で合金を熔かし、複数回に亘って再熔融して熱処理する。さらに、チタンアルミナイド合金からなる第一段階の鋳造ブロックを真空アーク鋳造、誘導鋳造、又はプラズマ鋳造で加工することができる。チタンアルミナイド合金からなる第一段階の鋳造ブロックの固化の後、熱間静水圧プレスによって、９００℃から１３００℃の温度にて圧縮するか、又は７００℃から１４００℃の温度にて熱処理するか、それらの組み合わせによって、合金組織の細孔（ポア）をなくし、微細構造の合金組織とする。   The titanium aluminide alloy of the present invention described above can be produced by a known casting metallurgy method or powder metallurgy method. For example, the alloy is melted in an electric arc furnace, re-melted a plurality of times, and heat-treated. Furthermore, a first stage casting block made of a titanium aluminide alloy can be processed by vacuum arc casting, induction casting, or plasma casting. After solidification of the first stage cast block made of titanium aluminide alloy, it is compressed by hot isostatic pressing at a temperature of 900 ° C. to 1300 ° C. or heat treated at a temperature of 700 ° C. to 1400 ° C., By combining them, pores in the alloy structure are eliminated, and an alloy structure having a fine structure is obtained.

本発明のチタンアルミナイド合金のγチタンアルミナイド相の複合ラメラ組織を透過型電子顕微鏡にて撮像した画像であり、図１（ａ）と図１（ｂ）は押し出し加工された組織構造を撮像した画像であり、図１（ｃ）は鍛造加工された組織構造を撮像した画像である。FIGS. 1A and 1B are images obtained by imaging a composite lamella structure of the γ titanium aluminide phase of the titanium aluminide alloy of the present invention with a transmission electron microscope. FIGS. 1A and 1B are images obtained by imaging the extruded structure. FIG. 1C shows an image obtained by imaging the forged structure. 本発明のチタンアルミナイド合金のγチタンアルミナイド相の複合ラメラ組織を透過型電子顕微鏡にて撮像した高解像度の画像であり、図２（ａ）と図２（ｂ）は撮像した画像であり、図２（ｃ）は画像に基づく回折図である。FIGS. 2A and 2B are high-resolution images obtained by imaging a composite lamellar structure of the γ-titanium aluminide phase of the titanium aluminide alloy of the present invention with a transmission electron microscope. FIGS. 2 (c) is a diffractogram based on the image. 本発明のチタンアルミナイド合金中に生じたクラックを電子顕微鏡にて撮像した画像である。It is the image which imaged the crack which arose in the titanium aluminide alloy of this invention with the electron microscope. 本発明のチタンアルミナイド合金の破壊靱性試験結果のグラフである。It is a graph of the fracture toughness test result of the titanium aluminide alloy of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

γ γチタンアルミナイド相、
Ｔ 複合ラメラ組織、
Ｃ クラック
γ γ titanium aluminide phase,
T complex lamellar tissue,
C crack

Claims (24)

鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３８から４２原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。 Based on γ titanium aluminide phase produced by casting metallurgy or powder metallurgy process, a titanium aluminide alloys composition titanium (Ti) and aluminum (Al) of niobium (Nb), aluminum of said alloy (Al ) Is 38 to 42 atomic%, the ratio of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic%, and modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase are alternately formed. A composite lamellar structure that is an intermetallic bond is formed, and the weight ratio of the B19 phase and the β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.05 to 20% of the alloy , or 0.1 to 0.1% of the alloy. A titanium aluminide alloy characterized in that a B19 phase and a β phase, which are easily stretched, are incorporated into a brittle γ titanium aluminide phase . 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とクロム（Ｃｒ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３８．５から４２．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のクロム（Ｃｒ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and chromium (Cr) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 38.5 to 42.5 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of chromium (Cr) in the alloy Is 0.5 to 5 atomic%, and the modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase are alternately formed, so that a composite lamellar tissue that is an intermetallic bond is formed. The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar structure piece is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and stretched to a brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy, characterized in that had B19 phase and β phase and is incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とジルコニウム（Ｚｒ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が３９から４３原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のジルコニウム（Ｚｒ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and zirconium (Zr) based on a γ-titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 39 to 43 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of zirconium (Zr) in the alloy is 0.5 The composite lamella tissue that is a metal-to-metal bond is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase in the lamella tissue piece of the composite lamella tissue. The weight ratio of B19 phase and β phase is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and is stretched to the brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy to a B19 phase and β phase easily, characterized in that is incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とモリブデン（Ｍｏ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４４．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のモリブデン（Ｍｏ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and molybdenum (Mo) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 44.5 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of molybdenum (Mo) in the alloy is 0. 5 to 5 atomic%, and a lamellar tissue of the composite lamellar structure is formed by alternately forming modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase. The weight ratio of B19 phase and β phase in the piece is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and stretched to the brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy to a B19 phase and β phase easily, characterized in that is incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）と鉄（Ｆｅ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４４．５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中の鉄（Ｆｅ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and iron (Fe) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 44.5 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of iron (Fe) in the alloy is 0 5 to 5 atomic%, and a lamellar tissue of the composite lamellar structure is formed by alternately forming modulated lamellar tissue pieces composed of B19 phase and β phase. The B19 phase and the β phase in the piece have a weight ratio of 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, and are easily stretched to a brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy, wherein the β phase and is incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とランタン（Ｌａ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のランタン（Ｌａ）の割合が０．１から１原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and lanthanum (La) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of lanthanum (La) in the alloy is 0.1 The composite lamella tissue that is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase in the lamella tissue piece of the composite lamella tissue. The B19 phase and β phase have a weight ratio of 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, and are easily stretched to a brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy, wherein the 19-phase and β-phase and are incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とスカンジウム（Ｓｃ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のスカンジウム（Ｓｃ）の割合が０．１から１原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and scandium (Sc) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of scandium (Sc) in the alloy is 0.1 The composite lamella tissue that is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase in the lamella tissue piece of the composite lamella tissue. The weight ratio of B19 phase and β phase is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and is stretched to the brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy to a B19 phase and β phase easily, characterized in that is incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とイットリウム（Ｙ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のイットリウム（Ｙ）の割合が０．１から１原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and yttrium (Y) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of yttrium (Y) in the alloy is 0.1 The composite lamella tissue that is an intermetallic bond is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase in the lamella tissue piece of the composite lamella tissue. The weight ratio of B19 phase and β phase is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and stretched to a brittle γ titanium aluminide phase Titanium aluminide alloy, characterized in that had B19 phase and β phase and is incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とマンガン（Ｍｎ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４２から４６原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のマンガン（Ｍｎ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and manganese (Mn) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 42 to 46 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of manganese (Mn) in the alloy is 0.5 The composite lamella tissue that is a metal-to-metal bond is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase in the lamella tissue piece of the composite lamella tissue. The B19 phase and β phase have a weight ratio of 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, and are easily stretched to a brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy, wherein the 19-phase and β-phase and are incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とタンタル（Ｔａ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のタンタル（Ｔａ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and tantalum (Ta) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of tantalum (Ta) in the alloy is 0.5 The composite lamella tissue that is a metal-to-metal bond is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase in the lamella tissue piece of the composite lamella tissue. The B19 phase and β phase have a weight ratio of 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, and are easily stretched to a brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy, wherein the 19-phase and β-phase and are incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とバナジウム（Ｖ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４５原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のバナジウム（Ｖ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb) and vanadium (V) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 45 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of vanadium (V) in the alloy is 0.5. The composite lamella tissue that is a metal-to-metal bond is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase in the lamella tissue piece of the composite lamella tissue. The B19 phase and β phase have a weight ratio of 0.05 to 20% of the alloy or 0.1 to 10% of the alloy, and are easily stretched to a brittle γ titanium aluminide phase. Titanium aluminide alloy, wherein the 19-phase and β-phase and are incorporated. 鋳造冶金法又は粉末冶金法により製造されるγチタンアルミナイド相に基づき、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）とタングステン（Ｗ）から組成されるチタンアルミナイド合金であって、前記合金中のアルミニウム（Ａｌ）の割合が４１から４６原子％であり、前記合金中のニオブ（Ｎｂ）の割合が５から１０原子％であり、前記合金中のタングステン（Ｗ）の割合が０．５から５原子％であり、Ｂ１９相とβ相からなる変調ラメラ組織片が交互に形成されることで、金属間結合である複合ラメラ組織が形成されており、前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．０５から２０％、ないしは前記合金の０．１から１０％であり、脆いγチタンアルミナイド相に引き伸ばし易いＢ１９相とβ相とが組み込まれていることを特徴とするチタンアルミナイド合金。A titanium aluminide alloy composed of titanium (Ti), aluminum (Al), niobium (Nb), and tungsten (W) based on a γ titanium aluminide phase produced by a casting metallurgy method or a powder metallurgy method, wherein the alloy The proportion of aluminum (Al) in the alloy is 41 to 46 atomic percent, the proportion of niobium (Nb) in the alloy is 5 to 10 atomic percent, and the proportion of tungsten (W) in the alloy is 0.5. The composite lamella tissue that is a metal-to-metal bond is formed by alternately forming the modulated lamella tissue pieces composed of the B19 phase and the β phase in the lamella tissue piece of the composite lamella tissue. The weight ratio of B19 phase and β phase is 0.05 to 20% of the alloy, or 0.1 to 10% of the alloy, and stretched to a brittle γ titanium aluminide phase Titanium aluminide alloy, characterized in that had B19 phase and β phase and is incorporated. 前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．２から５％、ないしは前記合金の０．２５から４％であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金。 Wherein 0.2 to 5% of the weight ratio of the B19 phase and β-phase in the lamellar structure pieces of the composite lamellar structure is the alloy, or from claim 1, wherein a 0.25 to 4% of the alloy 12 The titanium aluminide alloy according to any one of the above. 前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の１／３から３％、ないしは前記合金の０．５から２％であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金。 Said composite lamellar structure 1/3 to 3% of the weight ratio of the alloy of B19 phase and β-phase in the lamellar structure piece, or from claim 1, wherein from 0.5 to 2% of the alloy 12 The titanium aluminide alloy according to any one of the above. 前記複合ラメラ組織のラメラ組織片におけるＢ１９相及びβ相の重量比率が前記合金の０．７５から１．２５％、ないしは前記合金の０．８から１．２％であり、特に好ましくは前記合金の０．９から１．１％であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金。 The weight ratio of B19 phase and β phase in the lamellar tissue piece of the composite lamellar structure is 0.75 to 1.25% of the alloy , or 0.8 to 1.2% of the alloy, and particularly preferably the alloy. The titanium aluminide alloy according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the content is 0.9 to 1.1%. 前記複合ラメラ組織のラメラ組織片の外周をγチタンアルミナイド相が取り囲んでいる構成、ないしは前記複合ラメラ組織のラメラ組織片の両側にγチタンアルミナイド相が接している構成のいずれかないしは両方であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金。 Outer peripheral configuration that surrounds the γ titanium aluminide phases of lamellar structure pieces of said composite lamellar structure, or is either or both of the configurations both sides γ titanium aluminide phases of lamellar structure pieces of said composite lamellar structure is in contact The titanium aluminide alloy according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記複合ラメラ組織のラメラ組織片の重量比率が前記合金の１０％より大きい構成、ないしは前記合金の２０％より大きい構成であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金。 Titanium of the greater than 10% construction weight ratio of the lamellar tissue pieces of the composite lamellar structure is the alloy, or any one of claims 1 to 16, characterized in that a 20% greater structure of the alloy Aluminide alloy. 前記複合ラメラ組織を組成するラメラ組織片がαチタンアルミナイド相をその最大２０％まで保有することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金。 The titanium aluminide alloy according to any one of claims 1 to 17 , wherein the lamellar tissue piece constituting the composite lamellar structure has an α-titanium aluminide phase up to 20%. 前記合金がホウ素（Ｂ）、又は炭素（Ｃ）、或いはホウ素（Ｂ）と炭素（Ｃ）の両方を添加物として含有し、前記合金中のホウ素（Ｂ）の割合が０．１から１原子％であり、前記合金中の炭素（Ｃ）の割合が０．１から１原子％であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金。 The alloy contains boron (B), carbon (C), or both boron (B) and carbon (C) as an additive, and the ratio of boron (B) in the alloy is 0.1 to 1 atom. The titanium aluminide alloy according to any one of claims 1 to 18 , wherein the percentage of carbon (C) in the alloy is 0.1 to 1 atomic%. 特定の微細組織構造のチタンアルミナイド合金とする前の鋳造ブロックを予め設定された熱処理温度と熱処理時間で熱処理を施し予め設定された冷却温度勾配にて冷却して請求項１から１９のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金を製造する方法であって、前記熱処理温度が９００℃を越える温度、１０００℃を越える温度、１０００℃から１２００℃の温度から選択され、前記熱処理時間が６０分を越える時間、ないしは９０分を越える時間であり、かつ、前記冷却温度勾配が毎分０．５℃以上の温度勾配にて冷却することを特徴とするチタンアルミナイド合金の製造方法。 The cast block before the titanium aluminide alloy having a specific microstructure is subjected to a heat treatment at a preset heat treatment temperature and a heat treatment time, and is cooled at a preset cooling temperature gradient. The method for producing a titanium aluminide alloy according to claim 1, wherein the heat treatment temperature is selected from a temperature exceeding 900 ° C., a temperature exceeding 1000 ° C., and a temperature from 1000 ° C. to 1200 ° C., and the heat treatment time exceeds 60 minutes. Or a method for producing a titanium aluminide alloy characterized in that the cooling is performed at a temperature gradient of 0.5 ° C. or more per minute for a time exceeding 90 minutes. 前記冷却温度勾配が毎分１℃から毎分２０℃の温度勾配、ないしは毎分１℃から毎分１０℃までの温度勾配であることを特徴とする請求項２０記載のチタンアルミナイド合金の製造方法。 The method for producing a titanium aluminide alloy according to claim 20, wherein the cooling temperature gradient is a temperature gradient from 1 ° C / min to 20 ° C / min, or a temperature gradient from 1 ° C / min to 10 ° C / min. . 押し出し加工又は鍛造加工にて多数回に亘って前記熱処理を施すことを特徴とする請求項２０または２１記載のチタンアルミナイド合金の製造方法。 The method for producing a titanium aluminide alloy according to claim 20 or 21, wherein the heat treatment is performed many times by extrusion or forging. 請求項１から１９のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金を用いた航空機エンジンのタービン動翼、定常ガスタービン、エンジンバルブ、高温ガス人工呼吸器の構造部品。 A structural part of an aircraft engine turbine blade, stationary gas turbine, engine valve, and hot gas respirator using the titanium aluminide alloy according to any one of claims 1 to 19. 請求項２０から２２のいずれか一項記載のチタンアルミナイド合金の製造方法にて得られたチタンアルミナイド合金を用いた航空機エンジンのタービン動翼、定常ガスタービン、エンジンバルブ、高温ガス人工呼吸器の構造部品。 The structure of an aircraft engine turbine blade, stationary gas turbine, engine valve, and hot gas respirator using the titanium aluminide alloy obtained by the method for producing a titanium aluminide alloy according to any one of claims 20 to 22. parts.
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