JP5569838B2 - 高い疲労強度を持つホウ素含有のα+β型チタン合金の製造方法およびこれに用いるチタン合金材の製造方法 - Google Patents
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Description
本願発明は、出発原料を溶製してチタン合金材とし、このチタン合金材をα+β域温度で鍛造及び圧延を行い中間素材Mとし、この中間素材Mをα+β域温度で焼鈍し、最後に安定化処理を施して目的のα+β型チタン合金とすることを特徴とするものであり、図1は、このうち出発原料からチタン合金材を製造する工程を模式的に表している。
下記表1に示す配合比率を有するスポンジチタン、アルミニウム−バナジウム母合金、TiB2粉末、金属アルミニウム粒からなる合金原料を均一に混合した後、プレス成形してブリケットとした。次いで、前記ブリケットを溶接で接合して電極を構成した後、真空アーク溶解炉にて溶解して、本願発明に係る合金素材Mに相当するTi−6Al−4V合金インゴット材を溶製した。
実施例1で製造されたチタン合金インゴット材を、表2の条件下にて鍛造後に溝圧延して丸棒形状の中間素材Mを得た後、前記中間素材Mを950℃にて1Hr焼鈍し、表3のように最後に700℃で1Hrの安定化処理を施して本願発明に係るチタン合金を得た。
チタン合金インゴット材を、表2の条件下にて鍛造して丸棒形状の中間素材Mを得た後、前記中間素材Mを、950℃で1Hr保持し、この温度から冷却速度0.05℃/分にて室温まで徐冷した。次いで、前記合金を700℃まで加熱して1hr保持した後、室温まで冷却した。
実施例1において、金属ホウ素を添加しない点を除き、同じ条件下にて6Al−4V合金を溶製した。この合金を表2の条件下にて鍛造して丸棒形状の中間素材Mを得た後、前記中間素材Mを950℃にて1Hr焼鈍した。次いで、700℃まで加熱して1hr保持した後、室温まで冷却した。このような処理を施した丸棒より平滑丸棒状の疲労試験片を切り出し、これを、実施例1と同じ条件下にて疲労試験を行ったところ、図4に示すように、いずれの条件下においても、疲労強度および疲労サイクルはB添加材よりも低い値を示した。
Claims (9)
- 溶解原料であるチタン原料と、アルミニウム原料と、バナジウム原料と、ホウ素原料とを溶解してホウ素含有量0.05〜0.15wt%のホウ素含有Ti−6Al−4Vチタン合金材を得、
前記ホウ素含有チタン合金材をα+β域の温度範囲にて鍛造加工した後に圧延して中間素材を得た後、次いで前記中間素材をα+β域の温度範囲にて焼鈍することを特徴とするα+β型チタン合金の製造方法。 - 前記α+β合金を焼鈍した後、室温まで空冷してから、次いで室温からα+β域まで加熱する安定化処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のα+β型チタン合金の製造方法。
- 前記α+β型チタン合金中には、等軸晶が析出していることを特徴とする請求項1に記載のα+β型チタン合金の製造方法。
- 前記α+β型チタン合金中に析出している等軸晶の結晶粒径が、5μm〜50μmの範囲であることを特徴とする請求項1に記載のα+β型チタン合金の製造方法。
- 前記α+β型チタン合金中には、針状のTiBが析出しており、前記針状TiB析出物の短径に対する長径の比が、1〜300の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のα+β型チタン合金の製造方法。
- 前記TiBの針状析出物が圧延方向に沿って並んでいることを特徴とする請求項5に記載のα+β型チタン合金の製造方法。
- 前記α+β型チタン合金中に析出しているTiBの針状析出物間の間隔が、2μm以上であることを特徴とする請求項5に記載のα+β型チタン合金の製造方法。
- 前記溶解原料を、真空アーク溶解炉、プラズマアーク溶解炉、浮遊溶解法または電子ビーム溶解炉にて溶製して前記α+β型チタン合金を得ることを特徴とする請求項1に記載のα+β型チタン合金の製造方法。
- 前記溶解原料が、スポンジチタン、アルミニウム−バナジウム母合金または金属アルミニウムと金属バナジウム、および金属ホウ素またはチタンのホウ化物から構成されていることを特徴とする請求項1に記載のα+β型チタン合金の製造方法。
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