JP7223121B2 - 鍛造チタン合金による高強度のファスナ素材及びその製造方法 - Google Patents
鍛造チタン合金による高強度のファスナ素材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7223121B2 JP7223121B2 JP2021510354A JP2021510354A JP7223121B2 JP 7223121 B2 JP7223121 B2 JP 7223121B2 JP 2021510354 A JP2021510354 A JP 2021510354A JP 2021510354 A JP2021510354 A JP 2021510354A JP 7223121 B2 JP7223121 B2 JP 7223121B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fastener material
- temperature
- phase region
- ksi
- mpa
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Forging (AREA)
Description
3.9~4.5%のアルミニウム
2.2~3.0%のバナジウム
1.2~1.8%の鉄
0.24~0.3%の酸素
最大で0.08%の炭素
最大で0.05%の窒素
最大で0.3%の他の元素(トータルで)
ここで、他の元素は、実際には、其々が0.005%未満の濃度のホウ素、イットリウム、あるいは、其々が0.1%以下の濃度のスズ、ジルコニウム、モリブデン、クロム、ニッケル、ケイ素、銅、ニオブ、タンタル、マンガン、コバルトの少なくともいずれかであり、残部はチタン及び固有の不純物であり、α-β相域におけるチタン合金の熱間圧延により素材を作製し、作製された素材を1200°F(648.9℃)~1400°F(760℃)で1~2時間焼なましし、空気冷却し、規定の製品サイズに機械加工し、1500°F(815.6℃)~1700°F(926.7℃)の温度で0.5~2時間溶体化処理を行い、少なくとも空気中の冷却と同等の速度で冷却し、800°F(426.7℃)~1000°F(537.8℃)で4~16時間時効処理し、空気冷却を行う。(特許番号2581332、IPC C22C 14/00、C22F 1/18 2016年4月20日公開を参照)
[Al]eq=[Al]+[O]×l0+[Zr]/6
[Mo]eq=[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×l.25+[Fe]×2.5
[Al]eq=[Al]+[O]×l0+[Zr]/6
[Mo]eq=[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×l.25+[Fe]×2.5
前記インゴットを、β相域及び/又はα-β相域の温度で鍛造ビレットに変化させ、鍛造ビレットを機械加工し、β相域及び/又はα-β相域の温度で熱間圧延することにより、円形素材を作製し、次に、550°C~705°C(1022°F~1300°F)の温度で圧延素材を少なくとも0.5時間焼なましする。また、線引加工によって最大10mm(0.394インチ)の丸線ワイヤの形態に作製されるファスナ素材の製造方法では、重量で、5.5~6.5%のAl、3.0~4.5%のV、1.0~2.0%のMo、0.3~1.5%のFe、0.3~1.5%のCr、0.05~0.5%のZr、0.2~0.3%のO、最大で0.05%のN、最大で0.08%のC、最大で0.25%のSi、残部チタンチタン及び不可避不純物によって構成されるとともに、以下の式で規定される構造的なアルミニウム当量[Al]eqの値が7.5~9.0、構造的なモリブデン当量[Mo]eqの値が6.0~8.5であるチタン合金インゴットを溶融し、
[Al]eq=[Al]+[O]×l0+[Zr]/6
[Mo]eq=[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×l.25+[Fe]×2.5
前記インゴットを、β相域及び/又はα-β相域の温度で鍛造ビレットに変化させ、鍛造ビレットを機械加工し、β相域及び/又はα-β相域の加熱温度で熱間圧延することにより、直径6.5mm~12mm(0.256インチ~0.472インチ)の円形素材を作製し、次に、550°C~705°C(1022°F~1300°F)の温度で圧延素材を少なくとも0.5時間焼なましした後に、線引加工を行ってワイヤを作製し、550°C~705°C(1022°F~1300°F)の温度で少なくとも0.5時間ワイヤを焼なましする。
[Al]eq=[Al]+[0]×10+[Zr]/6
[Mo]eq=[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×l.25+[Fe]×2.5
本発明の産業上の利用可能性を調べるため、表1に示す化学組成のインゴットを溶融した。βトランサス温度(beta transus temperature)は、998°C(1828°F)であった。
直径101.6mm(4インチ)のファスナ素材を形成するため、表3に示す化学組成のインゴットを溶融した。金属組成学的手法(metallographic method)により求めた合金のβトランサス温度(BTT)は、998°C(1810°F)であった。
直径5.18mm(0.204インチ)のワイヤの形態のファスナ素材を形成するため、表5に示す化学組成のインゴットを溶融した。金属組成学的手法により求めた合金のβトランサス温度(BTT)は、988°C(1810°F)であった。
Claims (12)
- 重量で、5.5~6.5%のAl、3.0~4.5%のV、1.0~2.0%のMo、0.3~1.5%のFe、0.3~1.5%のCr、0.05~0.5%のZr、0.2~0.3%のO、最大で0.05%のN、最大で0.08%のC、最大で0.25%のSi、残部チタン及び不可避不純物からなり、以下の式で規定される構造的なアルミニウム当量[Al]eqの値が7.5~9.5、構造的なモリブデン当量[Mo]eqの値が6.0~8.5であることを特徴とする鍛造チタン合金によって形成される高強度ファスナ素材。
[Al]eq=[Al]+[0]×10+[Zr]/6
[Mo]eq=[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×l.25+[Fe]x2.5. - 直径が8mm~31.75mm(0.315インチ~1.25インチ)の円形の圧延バーの形態に形成された、請求項1に記載のファスナ素材。
- 直径が31.75mm~101.63mm(1.25インチ~4.0インチ)の円形の圧延バーの形態に形成された、請求項1に記載のファスナ素材。
- 直径が最大で10mm(0.394インチ)の丸線ワイヤの形態に形成された、請求項1に記載のファスナ素材。
- 焼なまし状態にした場合の極限引っ張り強度が最小で165ksi(1138MPa)である、請求項2に記載のファスナ素材。
- 焼なまし状態にした場合の二面せん断強度が最小で100ksi(689MPa)である、請求項2に記載のファスナ素材。
- 焼なまし状態にした場合の極限引っ張り強度が最小で160ksi(1103MPa)である、請求項3に記載のファスナ素材。
- 焼なまし状態にした場合の二面せん断強度が最小で95ksi(655MPa)である、請求項3に記載のファスナ素材。
- 焼なまし状態にした場合の極限引っ張り強度が最小で168ksi(1158MPa)である、請求項4に記載のファスナ素材。
- 焼なまし状態にした場合の二面せん断強度が最小で103ksi(710MPa)である、請求項4に記載のファスナ素材。
- 請求項1、2、3、5、6、7、8の何れかに記載のファスナ素材の製造方法であって、重量で、5.5~6.5%のAl、3.0~4.5%のV、1.0~2.0%のMo、0.3~1.5%のFe、0.3~1.5%のCr、0.05~0.5%のZr、0.2~0.3%のO、最大で0.05%のN、最大で0.08%のC、最大で0.25%のSi、残部チタン及び不可避不純物からなり、以下の式で規定される構造的なアルミニウム当量[Al]eqの値が7.5~9.0、構造的なモリブデン当量[Mo]eqの値が6.0~8.5であることを特徴とするチタン合金インゴットを溶融し、
[Al]eq=[Al]+[O]×l0+[Zr]/6
[Mo]eq=[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×l.25+[Fe]×2.5
前記インゴットを、β相域及び/又はα-β相域の温度で鍛造ビレットに変化させ、鍛造ビレットを機械加工し、β相域及び/又はα-β相域の温度で熱間圧延することにより、圧延素材を作製し、次に、圧延素材を550°C~705°C(1022°F~1300°F)の温度で少なくとも0.5時間焼なましする、方法。 - 請求項1、4、9、10の何れかに記載のファスナ素材の製造方法であって、重量で、5.5~6.5%のAl、3.0~4.5%のV、1.0~2.0%のMo、0.3~1.5%のFe、0.3~1.5%のCr、0.05~0.5%のZr、0.2~0.3%のO、最大で0.05%のN、最大で0.08%のC、最大で0.25%のSi、残部チタン及び不可避不純物からなり、以下の式で規定される構造的なアルミニウム当量[Al]eqの値が7.5~9.0、構造的なモリブデン当量[Mo]eqの値が6.0~8.5であることを特徴とするチタン合金インゴットを溶融し、
[Al]eq=[Al]+[O]×l0+[Zr]/6
[Mo]eq=[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×l.25+[Fe]×2.5
前記インゴットを、β相域及び/又はα-β相域の温度で鍛造ビレットに変化させ、鍛造ビレットを機械加工し、β相域及び/又はα-β相域の温度で熱間圧延することにより、直径6.5mm~12mm(0.256インチ~0.472インチ)の圧延素材を作製し、次に、圧延素材を550°C~705°C(1022°F~1300°F)の温度で少なくとも0.5時間焼なましした後に、線引加工を行うことにより、最大で直径10mm(0.394インチ)のワイヤを作製し、次に、550°C~705°C(1022°F~1300°F)の温度で少なくとも0.5時間焼なましする、方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2018/000578 WO2020046161A1 (en) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | High strength fastener stock of wrought titanium alloy and method of manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022511276A JP2022511276A (ja) | 2022-01-31 |
JP7223121B2 true JP7223121B2 (ja) | 2023-02-15 |
Family
ID=63963364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021510354A Active JP7223121B2 (ja) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 鍛造チタン合金による高強度のファスナ素材及びその製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11920218B2 (ja) |
EP (1) | EP3844316A1 (ja) |
JP (1) | JP7223121B2 (ja) |
CN (1) | CN112823218A (ja) |
BR (1) | BR112021003069B1 (ja) |
CA (1) | CA3110188C (ja) |
WO (1) | WO2020046161A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020046160A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | The Boeing Company | High-strength titanium alloy for additive manufacturing |
CN111286686B (zh) * | 2020-04-09 | 2021-09-10 | 西部钛业有限责任公司 | 一种tc4钛合金细等轴组织大规格棒材短流程制备方法 |
CN112538581A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-23 | 西安稀有金属材料研究院有限公司 | 一种1400MPa级低成本高强钛合金 |
CN116426791B (zh) * | 2023-04-27 | 2024-02-13 | 浙江申吉钛业股份有限公司 | 一种轻量化高温钛合金及其制备方法 |
CN117230394B (zh) * | 2023-09-19 | 2024-04-09 | 太原理工大学 | 基于应力诱发马氏体逆相变的高强β钛合金热处理方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005154850A (ja) | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Kobe Steel Ltd | 高強度β型チタン合金 |
CN102834537A (zh) | 2010-01-20 | 2012-12-19 | 威森波-阿维斯玛股份公司 | 再熔钛合金及其制备方法 |
JP2015510035A (ja) | 2012-01-12 | 2015-04-02 | チタニウム メタルズ コーポレーション | 改善された性質を有するチタン合金 |
JP2016017227A (ja) | 2014-07-10 | 2016-02-01 | ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company | 締め具用のチタン合金 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU555161A1 (ru) * | 1975-02-14 | 1977-04-25 | Ордена Ленина Предприятие П/Я Р-6209 | Сплав на основе титана |
US5160554A (en) * | 1991-08-27 | 1992-11-03 | Titanium Metals Corporation | Alpha-beta titanium-base alloy and fastener made therefrom |
US6726422B2 (en) * | 2001-11-02 | 2004-04-27 | Newfrey Llc | Helically coiled titanium wire fastener inserts |
GB2470613B (en) * | 2009-05-29 | 2011-05-25 | Titanium Metals Corp | Alloy |
RU2436858C2 (ru) | 2010-02-24 | 2011-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Вторичный титановый сплав и способ его получения |
EP3034637B1 (en) * | 2010-04-30 | 2018-10-24 | Questek Innovations LLC | Titanium alloys |
US20120076611A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Ati Properties, Inc. | High Strength Alpha/Beta Titanium Alloy Fasteners and Fastener Stock |
RU2583556C2 (ru) * | 2014-09-16 | 2016-05-10 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Экономнолегированный титановый сплав |
US10000826B2 (en) * | 2016-03-10 | 2018-06-19 | Titanium Metals Corporation | Alpha-beta titanium alloy having improved elevated temperature properties and superplasticity |
CN105671366B (zh) * | 2016-04-20 | 2017-08-25 | 沈阳工业大学 | 一种高强高硬合金的制备方法 |
WO2020046160A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | The Boeing Company | High-strength titanium alloy for additive manufacturing |
-
2018
- 2018-08-31 JP JP2021510354A patent/JP7223121B2/ja active Active
- 2018-08-31 EP EP18792563.1A patent/EP3844316A1/en active Pending
- 2018-08-31 WO PCT/RU2018/000578 patent/WO2020046161A1/en unknown
- 2018-08-31 CA CA3110188A patent/CA3110188C/en active Active
- 2018-08-31 BR BR112021003069-7A patent/BR112021003069B1/pt active IP Right Grant
- 2018-08-31 US US17/269,142 patent/US11920218B2/en active Active
- 2018-08-31 CN CN201880097056.XA patent/CN112823218A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005154850A (ja) | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Kobe Steel Ltd | 高強度β型チタン合金 |
CN102834537A (zh) | 2010-01-20 | 2012-12-19 | 威森波-阿维斯玛股份公司 | 再熔钛合金及其制备方法 |
US20130164168A1 (en) | 2010-01-20 | 2013-06-27 | Vsmpo-Avisma Corporation | Secondary Titanium Alloy And The Art Of Its Manufacture |
JP2015510035A (ja) | 2012-01-12 | 2015-04-02 | チタニウム メタルズ コーポレーション | 改善された性質を有するチタン合金 |
JP2016017227A (ja) | 2014-07-10 | 2016-02-01 | ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company | 締め具用のチタン合金 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112823218A (zh) | 2021-05-18 |
CA3110188A1 (en) | 2020-03-05 |
WO2020046161A1 (en) | 2020-03-05 |
BR112021003069A2 (pt) | 2021-05-11 |
EP3844316A1 (en) | 2021-07-07 |
US11920218B2 (en) | 2024-03-05 |
BR112021003069B1 (pt) | 2023-10-24 |
US20210310104A1 (en) | 2021-10-07 |
CA3110188C (en) | 2023-06-27 |
JP2022511276A (ja) | 2022-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7223121B2 (ja) | 鍛造チタン合金による高強度のファスナ素材及びその製造方法 | |
JP5180496B2 (ja) | アルミニウム合金鍛造材およびその製造方法 | |
JP6165171B2 (ja) | 改善された性質を有するチタン合金 | |
US6849231B2 (en) | α-β type titanium alloy | |
JP6252704B2 (ja) | Ni基超耐熱合金の製造方法 | |
US11718897B2 (en) | Precipitation hardenable cobalt-nickel base superalloy and article made therefrom | |
RU2724751C1 (ru) | Заготовка для высокопрочных крепежных изделий, выполненная из деформируемого титанового сплава, и способ ее изготовления | |
GB2470613A (en) | A precipitation hardened, near beta Ti-Al-V-Fe-Mo-Cr-O alloy | |
CN111826550B (zh) | 一种中等强度耐硝酸腐蚀钛合金 | |
JP6307623B2 (ja) | 高強度アルファ−ベータチタン合金 | |
US20160145703A1 (en) | HOT-FORGED TiAl-BASED ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
CN111218586A (zh) | 一种含有钪钛锆元素的3d打印用铝合金 | |
JP6315319B2 (ja) | Fe−Ni基超耐熱合金の製造方法 | |
JP7233659B2 (ja) | 熱間鍛造用のチタンアルミナイド合金材及びチタンアルミナイド合金材の鍛造方法並びに鍛造体 | |
KR20230085948A (ko) | 내크리프성 티타늄 합금 | |
KR20190068587A (ko) | 고온, 내손상성 초합금, 초합금으로부터 제조된 제조 물품 및 합금을 제조하기 위한 프로세스 | |
JP4507094B2 (ja) | 良好な延性を有する超高強度α−β型チタン合金 | |
KR101265261B1 (ko) | 우수한 내식성 및 고강도를 가지는 지르코늄합금의 제조방법 | |
JP4923996B2 (ja) | 耐熱ばね及びその製造方法 | |
JP2024518681A (ja) | 高強度ファスナを製造するための材料およびそれを製造するための方法 | |
JP2010053419A (ja) | 耐クリープ性および高温疲労強度に優れた耐熱部材用チタン合金 | |
KR20230106180A (ko) | 2xxx-계열 알루미늄 합금 생성물의 제조 방법 | |
JP5929251B2 (ja) | 鉄合金 | |
RU2793901C9 (ru) | Способ получения материала для высокопрочных крепежных изделий | |
RU2793901C1 (ru) | Способ получения материала для высокопрочных крепежных изделий |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210824 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210824 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220914 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220920 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221213 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230203 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7223121 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |