JP7333176B2 - Casting alloy, method for producing master alloy powder, and master alloy powder - Google Patents

Casting alloy, method for producing master alloy powder, and master alloy powder Download PDF

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この発明は、粉末冶金法の原料作製等に用いられ得る鋳造合金、母合金粉末の製造方法、および母合金粉末に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a casting alloy that can be used for preparing raw materials for powder metallurgy, a method for producing mother alloy powder, and a mother alloy powder.

チタン合金は、軽量で優れた耐食性及び高い比強度を有する等といった理由から、航空宇宙機器用材料として広く利用されている。その他、チタン合金はさらに生体適合性を有し、医療機器用材料としても用いられる。
一方、チタン合金は成形加工性に難があり、溶解鋳造法では、最終形状を得るまでに多数の複雑な工程が必要になる。このことは、製造コストの増大を招く。また、チタン合金の溶解鋳造法では合金元素の偏析が生じやすく、用途によっては要求特性を満たすことが容易ではない場合がある。
Titanium alloys are widely used as materials for aerospace equipment because they are lightweight, have excellent corrosion resistance, and have high specific strength. In addition, titanium alloys have biocompatibility and are also used as materials for medical devices.
On the other hand, titanium alloys have difficulty in formability, and the melting and casting method requires many complicated steps until the final shape is obtained. This leads to an increase in manufacturing costs. In addition, the melting and casting method for titanium alloys is likely to cause segregation of alloying elements, and depending on the application, it may not be easy to satisfy the required properties.

これに対し、近年は、素粉末混合法等の粉末冶金法が、比較的低コストで溶解鋳造法と同程度の機械的特性が得られること等から注目されている。粉末冶金法では一般に、所望の組成になるように調整した原料粉末を成形し、必要に応じて焼結等することが行われ、これにより容易にニアネットシェイプ製品が得られる。なお、製品の種類や用途等によっては、成形の後に焼結をせずに、当該成形体のまま流通することがある。 On the other hand, in recent years, powder metallurgy methods, such as the raw powder mixing method, have attracted attention because they can obtain mechanical properties comparable to those of the melting and casting method at a relatively low cost. Generally, in the powder metallurgy method, a raw material powder adjusted to have a desired composition is molded, and if necessary, sintered or the like is performed, thereby easily obtaining a near-net-shape product. It should be noted that depending on the type of the product, the application, etc., the molded body may be distributed as it is without being sintered after molding.

この種の粉末冶金法に用いる原料粉末に関し、特許文献1には、「Ti-5Al-2.5Fe組成の焼結合金用の母合金であって、AlとFeの割合が目標比率を維持していて、使用にあたり配合が単純にでき、しかも粉砕性が良くて、150μm以下の粉末が容易に得られる母合金用の合金組成物を提供すること」を目的とし、「Ti:5~50wt%、Fe:11~38wt%を含み、残部が不可避的不純物を含むAlからなることを特徴とする焼結合金用母合金」が提案されている。 Regarding the raw material powder used in this type of powder metallurgy method, Patent Document 1 describes "a master alloy for a sintered alloy having a composition of Ti-5Al-2.5Fe, in which the ratio of Al and Fe maintains a target ratio. To provide an alloy composition for a master alloy, which can be easily mixed in use, has good pulverization properties, and can easily obtain a powder of 150 μm or less, and Ti: 5 to 50 wt%. , Fe: 11 to 38 wt%, and the balance is Al containing unavoidable impurities”.

特許文献2は、「Al20~80原子%、Fe0.5~10原子%および残部が実質的にTiからなることを特徴とする焼結性に優れたTi-Al系金属間化合物粉末」を開示している。この「Ti-Al系金属間化合物粉末」によれば、「Ti-Al系金属間化合物粉末成形体の焼結時に現われる液相の範囲が低温側に広くなるので、低温での焼結によっても高い焼結密度を有する製品が得られ、さらに比較的粗い原料粉末を使用する場合にも、高い焼結密度が得られる。従って、Ti-Al系金属間化合物焼結体の機械的特性のみならず、耐熱性、対酸化性、耐磨耗性などをも大幅に改善することができる。」としている。
また特許文献2には、「Al20~80原子%、Fe0.5~10原子%および残部が実質的にTiである組成になるように配合された原料粉末混合物を成形し、成形体を不活性雰囲気下で加熱して1100~1400℃の温度範囲で焼結を行なうことを特徴とする高密度Ti-Al系金属間化合物焼結体の製造方法」が記載されている。
Patent Document 2 discloses "a Ti—Al intermetallic compound powder having excellent sinterability characterized by comprising 20 to 80 atomic % of Al, 0.5 to 10 atomic % of Fe, and the balance substantially consisting of Ti". are doing. According to this "Ti-Al intermetallic compound powder", "Since the range of the liquid phase that appears during sintering of the Ti-Al intermetallic compound powder compact becomes wider toward the low temperature side, sintering at a low temperature A product having a high sintered density can be obtained, and a high sintered density can be obtained even when a relatively coarse raw material powder is used. In addition, heat resistance, resistance to oxidation, abrasion resistance, etc. can be greatly improved."
In addition, Patent Document 2 discloses that "a raw material powder mixture blended so as to have a composition of 20 to 80 atomic % Al, 0.5 to 10 atomic % Fe, and the balance being substantially Ti is molded, and the molded body is made inert. A method for producing a high-density Ti—Al intermetallic compound sintered body characterized by heating in an atmosphere and sintering at a temperature range of 1100 to 1400° C.”.

特開平2-175831号公報JP-A-2-175831 特開平6-271901号公報JP-A-6-271901

ところで、特許文献1及び2にも記載されているような、Al及びFeを含有するチタン合金は、いわゆるユビキタス元素を合金元素とするので、低コストで製品の製造が可能である。したがって、所要の特性を損なうことなしに、そのようなTi-Al-Fe合金の製品を粉末冶金法により製造できれば、製造コストの更なる低減を実現できる。なお特に、5質量%程度のAl及び、1質量%程度のFeを含有するTi-5Al-1Fe合金は、Ti-6Al-4V合金とほぼ同レベルの機械的特性を有することから有望と考えられる。
このような状況の下、粉末冶金法によるTi-Al-Fe合金製品の製造技術を確立させることが望ましい。
By the way, titanium alloys containing Al and Fe, as described in Patent Documents 1 and 2, use so-called ubiquitous elements as alloying elements, so that products can be manufactured at low cost. Therefore, if such a Ti--Al--Fe alloy product can be produced by the powder metallurgy method without impairing the required properties, the production cost can be further reduced. In particular, the Ti-5Al-1Fe alloy containing about 5% by mass of Al and about 1% by mass of Fe is considered to be promising because it has almost the same level of mechanical properties as the Ti-6Al-4V alloy. .
Under such circumstances, it is desirable to establish a technology for manufacturing Ti--Al--Fe alloy products by powder metallurgy.

Ti-Al-Fe合金の粉末冶金法では、原料粉末として、純Ti粉末等の合金元素粉末や、Ti-Al母合金粉末、Ti-Al-Fe母合金粉末等の母合金粉末を用いることができるが、なかでも、三元素を含むTi-Al-Fe母合金粉末を用いることが、焼結後のAlやFeの偏析を抑制する観点から好ましい。 In the powder metallurgy method for Ti--Al--Fe alloys, alloying element powders such as pure Ti powders, and master alloy powders such as Ti--Al master alloy powders and Ti--Al--Fe master alloy powders can be used as raw material powders. However, it is preferable to use a Ti--Al--Fe mother alloy powder containing three elements from the viewpoint of suppressing the segregation of Al and Fe after sintering.

かかるTi-Al-Fe母合金粉末は、溶解鋳造によるインゴット等の鋳造合金を粉砕することにより作製できる。
ここで、Ti-Al-Fe合金の粉末冶金法で、Al及びFeの偏析を抑制して、それらの合金成分を均一に拡散させるため、Ti-Al-Fe母合金粉末の作製時には、鋳造合金をできる限り微細に粉砕することが望まれる。粗粒の母合金粉末を使用しAlとFeの拡散が不十分となった場合、結果として偏析に近い状態が生じうるからである。しかしながら、一般にTi-Al-Fe合金は粉砕性に乏しいことから、Ti-Al-Fe母合金粉末の微細化は困難であった。
Such a Ti--Al--Fe master alloy powder can be produced by pulverizing a cast alloy such as an ingot by melting and casting.
Here, in order to suppress the segregation of Al and Fe by the powder metallurgy method of the Ti-Al-Fe alloy and to uniformly diffuse the alloy components thereof, when producing the Ti-Al-Fe mother alloy powder, the cast alloy is desired to be ground as finely as possible. This is because when coarse-grained master alloy powder is used and the diffusion of Al and Fe becomes insufficient, a state close to segregation may result. However, since Ti--Al--Fe alloys are generally poor in pulverizability, it has been difficult to refine the Ti--Al--Fe mother alloy powder.

特許文献1に記載された合金組成の「焼結合金用母合金」では、粉砕により十分微細な母合金粉末を容易に作製できるとは言い難い。
特許文献2では、実施例として実際に作製されたのは、TiとAlの原子数比が実質的に1:1である粉体を燃焼合成した金属間化合物であり、このような金属間化合物は粉砕性に劣るものであった。また特許文献2では、Ti-Al-Fe合金粉末を得るため、所定の粉末を溶解した後にアトマイズを行っており、比較的高価であるアトマイズ装置が必要になることもあってコストの増大が否めない。
With the "master alloy for sintered alloy" having the alloy composition described in Patent Document 1, it is difficult to say that a sufficiently fine master alloy powder can be easily produced by pulverization.
In Patent Document 2, what was actually produced as an example is an intermetallic compound obtained by burning and synthesizing powder having an atomic ratio of Ti and Al of substantially 1:1, and such an intermetallic compound was inferior in pulverizability. Further, in Patent Document 2, in order to obtain Ti--Al--Fe alloy powder, atomization is carried out after a predetermined powder is melted, which necessitates a relatively expensive atomization device, which unavoidably increases the cost. do not have.

この発明の目的は、Ti-Al-Fe合金の粉末冶金法の原料粉末の作製に良好に用いることができる鋳造合金、母合金粉末の製造方法、および母合金粉末を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a casting alloy, a method for producing a mother alloy powder, and a mother alloy powder that can be favorably used for producing raw material powder for powder metallurgy of a Ti--Al--Fe alloy.

発明者は鋭意検討の結果、所定の組成で、かつTiAl(3-x)Fexを含む鋳造合金であれば、該鋳造合金は良好な粉砕性を有することから、粉砕により微細な母合金粉末が得られやすくなるとの新たな知見を得た。該母合金粉末はTi-5Al-1Fe合金の製造において特に有用である。 As a result of intensive studies, the inventors have found that a cast alloy having a predetermined composition and containing TiAl (3-x) Fe x has good pulverizability. New knowledge was obtained that it is easier to obtain The master alloy powder is particularly useful in the production of Ti-5Al-1Fe alloys.

この知見の下、この発明の鋳造合金は、Tiを40質量%~50質量%、Feを8質量%~10質量%で含有するとともに、残部がAl及び不可避的不純物であり、TiAl(3-x)Fex(原子数比xは0.1≦x≦0.4を満たす。)を含むものである。 Based on this knowledge, the casting alloy of the present invention contains 40% to 50% by mass of Ti and 8% to 10% by mass of Fe, with the balance being Al and unavoidable impurities, TiAl (3- x) Fe x (atomic number ratio x satisfies 0.1≦x≦0.4).

上記の鋳造合金は、ディフラクトメーター法を用いたCuKα線によるX線回折結果で、検出ピークの最大強度の絶対値からバックグラウンドを差し引いて得られるネット強度に、当該検出ピークの半値幅を乗じて算出されるピーク面積について、2θが35°~50°の範囲内に存在する全ての検出ピークのピーク面積の合計に対する、2θが39.300°~39.650°の範囲内に存在するTiAl(3-x)Fex{111}面のピーク面積の比が、0.10以上であることが好ましい。 For the above cast alloy, the net intensity obtained by subtracting the background from the absolute value of the maximum intensity of the detected peak is multiplied by the half width of the detected peak in the X-ray diffraction result using CuKα rays using the diffractometer method. With respect to the peak area calculated by The peak area ratio of (3-x) Fe x {111} planes is preferably 0.10 or more.

この発明の母合金粉末の製造方法は、上記のいずれかの鋳造合金を粉砕する粉砕工程を含むものである。 A method for producing master alloy powder according to the present invention includes a pulverizing step of pulverizing any of the cast alloys described above.

この発明の母合金粉末は、TiAl(3-x)Fex(原子数比xは0.1≦x≦0.4を満たす。)を含み、酸素含有量が0.6質量%以下であるものである。 The master alloy powder of the present invention contains TiAl (3-x) Fe x (atomic number ratio x satisfies 0.1≦x≦0.4) and has an oxygen content of 0.6% by mass or less. It is.

上記の母合金粉末は、ディフラクトメーター法を用いたCuKα線によるX線回折結果で、検出ピークの最大強度の絶対値からバックグラウンドを差し引いて得られるネット強度に、当該検出ピークの半値幅を乗じて算出されるピーク面積について、2θが35°~50°の範囲内に存在する全ての検出ピークのピーク面積の合計に対する、2θが39.300°~39.650°の範囲内に存在するTiAl(3-x)Fex{111}面のピーク面積の比が、0.50以上であることが好ましい。 For the above mother alloy powder, the net intensity obtained by subtracting the background from the absolute value of the maximum intensity of the detected peak in the result of X-ray diffraction using CuKα rays using the diffractometer method, and the half width of the detected peak is added to the net intensity. For the peak area calculated by multiplying, 2θ exists in the range of 39.300° to 39.650° with respect to the sum of the peak areas of all detected peaks in the range of 2θ from 35° to 50° The peak area ratio of the TiAl (3-x) Fe x {111} plane is preferably 0.50 or more.

また、上記のいずれかの母合金粉末は、平均粒子径D50が20μm以下であることが好ましい。 Further, it is preferable that the average particle diameter D50 of any one of the mother alloy powders described above is 20 μm or less.

また、上記のいずれかの母合金粉末の組成は、Tiを40質量%~50質量%、Feを8質量%~10質量%、酸素を0.6質量%以下で含有するとともに、残部がAl及び不可避的不純物であることが好適である。 In addition, the composition of any of the above master alloy powders contains 40% to 50% by mass of Ti, 8% to 10% by mass of Fe, 0.6% by mass or less of oxygen, and the balance is Al and unavoidable impurities.

この発明によれば、鋳造合金を、Ti-Al-Fe合金の粉末冶金法の原料粉末の作製に良好に用いることができる。 According to the present invention, the cast alloy can be favorably used for producing raw material powder for powder metallurgy of a Ti--Al--Fe alloy.

以下に、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
(鋳造合金)
鋳造合金の組成は、Tiを40質量%~50質量%で含有するとともに、Feを8質量%~10質量%で含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below.
(Casting alloy)
The casting alloy contains 40% to 50% by mass of Ti, 8% to 10% by mass of Fe, and the balance of Al and unavoidable impurities.

Ti含有量が40質量%~50質量%の範囲から外れる場合、又は、Fe含有量が8質量%~10質量%の範囲から外れる場合は、後述するTiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)を含むものが得られなくなる可能性がある。また、仮にTiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)を含む鋳造合金が得られたとしても、それを粉砕して作製した母合金粉末の酸素含有量が増大し得る。 When the Ti content is out of the range of 40% by mass to 50% by mass, or when the Fe content is out of the range of 8% by mass to 10% by mass, TiAl (3-x) Fe x (0. 1≦x≦0.4) may not be obtained. Moreover, even if a cast alloy containing TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) is obtained, the oxygen content of the master alloy powder produced by pulverizing it increases. obtain.

具体的には、Ti含有量が40質量%より少ないと、延性に富むAlが過多となり、鋳造合金の粉砕性が低下する。Ti含有量を50質量%より多くすると、粉砕困難なTi、Al系化合物が生成し、粉砕性が低下することが懸念される。
また、Fe含有量を8質量%未満にすると、TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)が生成するものの粉砕性は不十分となる。Fe含有量を10質量%より多くすると、TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)の生成量が低減され、粉砕性が低下するおそれがある。
Specifically, when the Ti content is less than 40% by mass, Al, which is highly ductile, becomes excessive and the grindability of the cast alloy deteriorates. If the Ti content is more than 50% by mass, there is concern that a Ti- and Al-based compound that is difficult to pulverize will be produced and the pulverizability will deteriorate.
On the other hand, when the Fe content is less than 8% by mass, TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) is produced, but the pulverizability becomes insufficient. If the Fe content is more than 10% by mass, the amount of TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) produced is reduced, and there is a risk that the grindability will deteriorate.

このような観点から、Ti含有量は、好ましくは40質量%~48質量%、より好ましくは41質量%~44質量%とする。Fe含有量は、好ましくは9質量%~10質量%とする。 From this point of view, the Ti content is preferably 40% to 48% by mass, more preferably 41% to 44% by mass. The Fe content is preferably 9% by mass to 10% by mass.

なお、鋳造合金のAl含有量は、42質量%~52質量%、好ましくは47質量%~52質量%、より好ましくは47質量%~50質量%とすることができる。 The Al content of the cast alloy can be 42% to 52% by mass, preferably 47% to 52% by mass, and more preferably 47% to 50% by mass.

鋳造合金には、不可避的不純物として、Cu及びOからなる群から選択される少なくとも一種の元素が含まれることがある。なお、Cuは、たとえば溶解時の水冷るつぼの材質に由来して、鋳造合金に含まれることがある。このような不可避的不純物を含む場合、当該不可避的不純物の含有量は、複数種を含む場合はそれらの合計で、たとえば0.01質量%~0.2質量%、典型的には0.05質量%~0.3質量%である。 Cast alloys may contain at least one element selected from the group consisting of Cu and O as unavoidable impurities. Incidentally, Cu may be contained in the cast alloy due to, for example, the material of the water-cooled crucible during melting. When such unavoidable impurities are included, the content of the unavoidable impurities is the total of them when multiple types are included, for example 0.01% by mass to 0.2% by mass, typically 0.05 % to 0.3% by mass.

鋳造合金は、TiAl(3-x)Fexの金属間化合物を含む。ここで、xは原子数比であり、0.1≦x≦0.4の関係を満たす。鋳造合金がTiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)を含むことにより、粉砕性が向上し、微細な母合金粉末を得ることが容易になる。その理由は必ずしも明確ではないが、TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)が、非常に脆性の高いTiAl3中のAlの一部がFeに置換されたものであると考えられ、TiAl3と同程度の脆性を有することによるものと考えられる。但し、この発明は、このような理由に限定されるものではない。
したがって、TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)を含む鋳造合金は優れた粉砕性を備え母合金粉末の製造に適する。そして、それを粉砕して得られる母合金粉末はそのAlおよびFe含有比から粉末冶金法によるTi-5Al-1Fe合金等のチタン合金の製造に有利である。
The cast alloy contains an intermetallic compound of TiAl (3-x) Fe x . Here, x is the atomic number ratio and satisfies the relationship 0.1≦x≦0.4. By including TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) in the casting alloy, the grindability is improved and it becomes easy to obtain fine mother alloy powder. Although the reason is not necessarily clear, TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) is a very brittle TiAl 3 in which part of Al is replaced with Fe. This is considered to be due to the fact that TiAl 3 has the same degree of brittleness as TiAl 3 . However, the present invention is not limited to such reasons.
Therefore, cast alloys containing TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) have excellent grindability and are suitable for producing master alloy powders. The mother alloy powder obtained by pulverizing it is advantageous for the production of titanium alloys such as Ti-5Al-1Fe alloy by powder metallurgy because of its Al and Fe content.

TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)の有無は、次のようにして確認することができる。鋳造合金から採取したサンプルから、X線回折法を用いて、X線回折結果であるX線回折プロファイルを得る。そして、X線回折プロファイルに、Kα2線に起因するピークの除去等の所要の処理を施す。その後、ICDD(International Centre for Diffraction Data)のPDF(Powder Diffraction File)に基いて、2θ=39.300°~39.650°の範囲内で、TiAl(3-x)Fex{111}面の検出ピークの有無を確認する。 The presence or absence of TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) can be confirmed as follows. An X-ray diffraction profile, which is the result of X-ray diffraction, is obtained from a sample taken from the cast alloy using an X-ray diffraction method. Then, the X-ray diffraction profile is subjected to necessary processing such as removal of peaks caused by Kα2 rays. After that, based on the PDF (Powder Diffraction File) of ICDD (International Center for Diffraction Data), within the range of 2θ = 39.300 ° to 39.650 °, the TiAl (3-x) Fe x {111} plane Check for the presence of detected peaks.

TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)は、鋳造合金中に所定の量以上含まれることが好ましい。具体的には、鋳造合金についての上述したX線回折プロファイルで、2θが35°~50°の範囲内に存在する全ての検出ピークのピーク面積の合計(「全ピーク面積合計」ともいう。)に対する、2θが39.300°~39.650°の範囲内に存在するTiAl(3-x)Fex{111}面のピーク面積(「TiAl(3-x)Fexピーク面積」ともいう。)の比が、0.10以上であることが好適である。
このピーク面積は、検出ピークの最大強度の絶対値からバックグラウンドを差し引いて得られるネット強度に、当該検出ピークの半値幅を乗じて算出されるものである。ここで、バックグラウンドは、Sonneveld-Visser法により得られる。検出ピークの半値幅は、山形の検出ピークにおけるネット強度の半分の値での幅を意味する。
TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) is preferably contained in the casting alloy in a predetermined amount or more. Specifically, in the above-described X-ray diffraction profile of the cast alloy, the sum of the peak areas of all detected peaks existing within the range of 2θ from 35 ° to 50 ° (also referred to as "sum of all peak areas") , the peak area of the TiAl (3-x) Fe x {111} plane present in the range of 39.300° to 39.650° 2θ (also referred to as “TiAl (3-x) Fe x peak area”). ) is preferably 0.10 or more.
This peak area is calculated by multiplying the net intensity obtained by subtracting the background from the absolute value of the maximum intensity of the detected peak by the half width of the detected peak. Here, the background is obtained by the Sonneveld-Visser method. The half width of the detected peak means the width at half the net intensity in the chevron detected peak.

X線回折プロファイルで、2θ=35°~50°の範囲内の全ピーク面積合計(A)に対する、2θ=39.300°~39.650°の範囲内のTiAl(3-x)Fexピーク面積(B)の比(B/A)が、0.10未満である場合は、粉砕性の発揮は不十分であることが懸念される。またこの場合、当該鋳造合金を粉砕して作製した母合金粉末の酸素含有量を、所期したほどに低減できない可能性がある。この観点から、全ピーク面積合計に対するTiAl(3-x)Fexピーク面積の比は、0.30以上であることが好ましい。
なお、全ピーク面積合計に対するTiAl(3-x)Fexピーク面積の比は大きいほど望ましいが、たとえば0.60以下になることがある。
TiAl (3-x) Fe x peak within the range of 2θ = 39.300° to 39.650° relative to the sum of all peak areas (A) within the range of 2θ = 35° to 50° in the X-ray diffraction profile If the area (B) ratio (B/A) is less than 0.10, there is concern that the pulverizability will be insufficient. Further, in this case, the oxygen content of the master alloy powder produced by pulverizing the cast alloy may not be reduced as much as expected. From this point of view, the ratio of the TiAl (3-x) Fe x peak area to the total peak area is preferably 0.30 or more.
Although it is desirable that the ratio of the TiAl (3-x) Fe x peak area to the total peak area is as large as possible, it may be, for example, 0.60 or less.

上述したような鋳造合金は、所定の組成になるように配合した原料を、アーク溶解炉等で溶解鋳造することにより製造することができる。ここでは、少なくとも、狙いの組成を、上述したように、Ti:40質量%~50質量%かつ、Fe:8質量%~10質量%に設定することが重要である。後述の試験結果から解かるように、Ti及びFeの含有量が少しでもこの範囲から外れると、鋳造合金の構成相が大きく変化するおそれがある。 The cast alloy as described above can be produced by melting and casting raw materials blended so as to have a predetermined composition in an arc melting furnace or the like. Here, it is important to set at least the target composition to Ti: 40% by mass to 50% by mass and Fe: 8% by mass to 10% by mass, as described above. As will be understood from the test results described later, if the Ti and Fe contents deviate even slightly from this range, the constituent phases of the cast alloy may change significantly.

また溶解時には、Ti、Al及びFeのそれぞれの純金属原料を準備し、それらのうち、比重の軽い純金属原料から順番に層状に溶解炉に配置することが望ましい。具体的には、下側から順に純Al原料、純Ti原料及び純Fe原料を配置する。これにより、溶湯の分離を防止することができる。
そしてまた、鋳造合金での偏析を防止するため、所定の溶解処理後にインゴットを上下反転して再度溶解処理を行うといったような、インゴットを反転させる複数回の溶解処理を行うことが好ましい。
これらのことは、鋳造合金でのTiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)の生成及び、その含有量の増大に影響し得ると考えられる。
Further, it is preferable to prepare pure metal raw materials of Ti, Al, and Fe, respectively, and arrange them in layers in the melting furnace in order from the pure metal raw materials having the lightest specific gravities. Specifically, a pure Al raw material, a pure Ti raw material, and a pure Fe raw material are arranged in this order from the bottom. Thereby, the separation of the molten metal can be prevented.
Further, in order to prevent segregation in the cast alloy, it is preferable to reverse the ingot a plurality of times, such as turning the ingot upside down after a predetermined melting treatment and performing the melting treatment again.
It is believed that these factors can influence the formation of TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) and the increase in its content in cast alloys.

(母合金粉末の製造方法)
上述した鋳造合金から母合金粉末を製造する方法には、該鋳造合金を粉砕する粉砕工程が含まれる。粉末の製造にはアトマイズ法もあるが、この実施形態では、粉砕という簡易な処理にて、高価な装置を使用することなしに、母合金粉末を製造することができる。
(Manufacturing method of mother alloy powder)
The method of producing the master alloy powder from the cast alloy described above includes a pulverization step of pulverizing the cast alloy. There is also an atomization method for producing powder, but in this embodiment, the mother alloy powder can be produced by a simple process of pulverization without using expensive equipment.

粉砕工程では、種々の粉砕方法を採用可能である。粉砕方法として具体的には、たとえば、ボールミル又は破砕ローターを使用することや、高圧ガスの噴出による粒子同士の衝突を利用すること等を挙げることができる。 Various pulverization methods can be employed in the pulverization step. Specific examples of the pulverizing method include using a ball mill or a pulverizing rotor, and utilizing collision between particles due to ejection of high-pressure gas.

粉末冶金法で母合金粉末を用いる場合、偏析の抑制及び密度の向上等の観点から、母合金粉末は微細なものであることが好ましい。
微細な母合金粉末を得るため、必要に応じて、粉砕工程後に、粒径の小さいものを得るための分級工程を行うことができる。分級工程では、気流による乾式分級が可能であり、また篩を用いる篩別でもよい。なお、この分級工程で篩により篩別する場合、目開きの異なる複数の篩を用いた複数段階の篩別を行うことが好ましい。
When the mother alloy powder is used in the powder metallurgy method, the mother alloy powder is preferably fine from the viewpoint of suppressing segregation and improving the density.
In order to obtain a fine master alloy powder, a classification step for obtaining particles having a small particle size can be performed after the pulverization step, if necessary. In the classification step, dry classification using an air stream is possible, or sieving using a sieve may be used. In addition, when sieving with a sieve in this classification step, it is preferable to perform a plurality of stages of sieving using a plurality of sieves having different mesh openings.

母合金粉末を製造するに当っては、粉砕工程に先立ち、必要に応じて、その粉砕に供する鋳造合金等の合金材料の粉砕性を推定する粉砕性推定方法を実施することができる。そして、これにより推定された粉砕性に応じて、その合金材料に対して粉砕工程を行うか否かを決定することが好適である。ここで推定された粉砕性が良好であれば、微細な母合金粉末を容易に製造することができるとともに、さらに粉末冶金法による偏析の少ない最終製品の製造が可能になる。一方、推定された粉砕性が良好でなければ、粉砕工程を行わず、たとえば、当該鋳造合金等を再度溶解させることができる。 In producing the master alloy powder, prior to the pulverization step, if necessary, a method of estimating the pulverizability of the alloy material such as cast alloy to be pulverized can be carried out. Then, it is preferable to determine whether or not to perform the pulverization process for the alloy material according to the pulverizability estimated thereby. If the pulverizability estimated here is good, fine mother alloy powder can be easily produced, and a final product with little segregation can be produced by powder metallurgy. On the other hand, if the estimated crushability is not good, for example, the cast alloy or the like can be melted again without performing the crushing step.

かかる合金材料の粉砕性推定方法は、Ti、Fe及びAlを含有する合金材料に対し、X線回折を行う分析工程と、その分析により得られるX線回折結果で、合金材料中におけるTiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)の有無を確認する判定工程とを含む。 The method for estimating the crushability of such an alloy material includes an analysis step of performing X-ray diffraction on an alloy material containing Ti, Fe and Al, and the X-ray diffraction result obtained by the analysis, TiAl (3 -x) determining the presence or absence of Fe x (0.1≦x≦0.4).

分析工程では、合金材料に対し、上述したところと同様の条件の下で、ディフラクトメーター法を用いたCuKα線によるX線回折を行い、そのX線回折結果としてのX線回折プロファイルを得ることができる。
その後の判定工程では、X線回折プロファイルで、これも上述したように、2θ=39.300°~39.650°の範囲内で、TiAl(3-x)Fex{111}面の検出ピークの有無を確認することにより、合金材料中におけるTiAl(3-x)Fex(原子数比xは0.1≦x≦0.4を満たす。)の有無を確認する。
In the analysis step, the alloy material is subjected to X-ray diffraction with CuKα rays using the diffractometer method under the same conditions as described above, and an X-ray diffraction profile is obtained as the X-ray diffraction result. can be done.
In the subsequent determination step, in the X-ray diffraction profile, as also described above, within the range of 2θ = 39.300° to 39.650°, the detected peak of the TiAl (3-x) Fe x {111} plane By confirming the presence or absence of TiAl(3-x)Fex (atomic number ratio x satisfies 0.1≦x≦0.4) in the alloy material, the presence or absence of TiAl(3-x)Fex is confirmed.

判定工程では、X線回折プロファイルにおける先述のピーク面積について、2θが35°~50°の範囲内に存在する全ての検出ピークのピーク面積の合計に対する、2θが39.300°~39.650°の範囲内に存在するTiAl(3-x)Fex{111}面のピーク面積の比を算出することが好ましい。
そして、全ピーク面積合計に対するTiAl(3-x)Fexピーク面積の比が、0.10以上であれば、粉砕工程の所定の粉砕で十分に微細化できて、微細な母合金粉末を高い回収率で得ることができると考えられる。このようなピーク面積の比を、粉砕性推定等における判断基準の少なくとも一つとすることが好適である。
In the determination step, regarding the above-mentioned peak areas in the X-ray diffraction profile, 2θ is 39.300° to 39.650° with respect to the sum of the peak areas of all detected peaks existing within the range of 2θ from 35° to 50°. It is preferable to calculate the ratio of the peak areas of TiAl (3-x) Fe x {111} planes present within the range of .
Then, if the ratio of the TiAl (3-x) Fe x peak area to the total peak area is 0.10 or more, it can be sufficiently finely refined by the predetermined pulverization in the pulverization process, and the fine master alloy powder can be obtained at a high It is thought that it can be obtained by the recovery rate. It is preferable to use such a ratio of peak areas as at least one criterion for estimating crushability and the like.

(母合金粉末)
上記のようにして製造される母合金粉末は、Ti、Al及びFeを含有し、TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)の金属間化合物を含むものである。
特に、上記の粉砕工程及び分級工程等を経たことにより、粉砕性が良好で微細化されやすいTiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)の金属間化合物以外のものが除かれて、母合金粉末中でTiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)の割合が増大していることがある。結果として、母合金粉末の酸素含有量の低下を実現し、それにより粉末冶金法で作製されるチタン合金の最終製品の所要の延性が確保されるので望ましい。また、母合金粉末に含まれるAlとFeの含有量比から、TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)を含む母合金粉末は粉末冶金法によるTi-5Al-1Fe合金等のチタン合金の製造に有利である。
(Mother alloy powder)
The master alloy powder produced as described above contains Ti, Al and Fe, and contains an intermetallic compound of TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4).
In particular, intermetallic compounds other than TiAl (3-x) Fe x (0.1 ≤ x ≤ 0.4), which have good grindability and are easily pulverized by going through the above pulverization process and classification process. is removed, the proportion of TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) may be increased in the master alloy powder. As a result, it is desirable to achieve a reduction in the oxygen content of the master alloy powder, thereby ensuring the required ductility of the final titanium alloy product produced by powder metallurgy. Also, from the content ratio of Al and Fe contained in the mother alloy powder, the mother alloy powder containing TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) is Ti-5Al- It is advantageous for the production of titanium alloys such as 1Fe alloys.

より具体的には、母合金粉末については、X線回折プロファイルで、2θが35°~50°の範囲内に存在する全ての検出ピークのピーク面積の合計(全ピーク面積合計)に対する、2θが39.300°~39.650°の範囲内に存在するTiAl(3-x)Fex{111}面のピーク面積(TiAl(3-x)Fexピーク面積)の比が、好ましくは0.50以上、より好ましくは0.60以上である。母合金粉末では、全ピーク面積合計に対するTiAl(3-x)Fexピーク面積の比は、たとえば0.90以下になることがある。多結晶では、単一化合物であっても面方位に応じていくつかのピークが検出される。ここでは、これらのピークのうちの一つのピークの面積を指標としていることから、該面積比は通常、1.00よりも小さくなる。
母合金粉末のTiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)の有無、当該ピーク面積の比も、鋳造合金について先述したところと同様にして確認ないし測定する。
More specifically, for the master alloy powder, in the X-ray diffraction profile, 2θ is The ratio of the peak areas of the TiAl (3-x) Fe x {111} planes present in the range of 39.300° to 39.650° (TiAl (3-x) Fe x peak areas) is preferably 0. 50 or more, more preferably 0.60 or more. In master alloy powders, the ratio of TiAl (3-x) Fe x peak areas to the sum of all peak areas can be, for example, 0.90 or less. In polycrystals, even for a single compound, several peaks are detected depending on the plane orientation. Since the area of one of these peaks is used as an index here, the area ratio is usually smaller than 1.00.
The presence or absence of TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) in the master alloy powder and the ratio of the peak areas are also confirmed or measured in the same manner as described above for the cast alloy.

この場合、母合金粉末の酸素含有量は、0.6質量%以下、さらには0.5質量%以下になることがある。母合金粉末のこのような少ない酸素含有量は、当該母合金粉末を用いて粉末冶金法でチタン合金の製品を製造する上で好適である。チタン合金の製品の延性は、酸素含有量による影響が大きい。酸素含有量の少ない母合金粉末を用いることで、製品の所要の延性を確保しやすくなる。なお、母合金粉末の酸素含有量は、たとえば0.1質量%以上、典型的には0.3質量%以上になることがある。
母合金粉末の酸素含有量は、赤外線吸収法により測定することができる。
In this case, the oxygen content of the master alloy powder may be 0.6% by mass or less, or even 0.5% by mass or less. Such a low oxygen content of the mother alloy powder is suitable for producing titanium alloy products by powder metallurgy using the mother alloy powder. The ductility of titanium alloy products is greatly affected by the oxygen content. By using master alloy powder with a low oxygen content, it becomes easier to ensure the required ductility of the product. The oxygen content of the master alloy powder may be, for example, 0.1% by mass or more, typically 0.3% by mass or more.
The oxygen content of the master alloy powder can be measured by an infrared absorption method.

また、母合金粉末の平均粒子径D50は、20μm以下であることが好ましい。このような微細な母合金粉末は、それを用いて粉末冶金法により製造した製品でのAl及びFeの偏析を抑制し、それらをTi中に十分に拡散させることをもたらすからである。この観点から、母合金粉末の平均粒子径D50は、15μm以下であることがより一層好ましい。なお、母合金粉末の平均粒子径D50は、たとえば7μm以上、典型的には10μm以上となることがある。 Also, the average particle diameter D50 of the mother alloy powder is preferably 20 μm or less. This is because such a fine master alloy powder suppresses the segregation of Al and Fe in a product manufactured using the powder metallurgy method, and causes them to diffuse sufficiently in Ti. From this point of view, the average particle size D50 of the mother alloy powder is more preferably 15 μm or less. The average particle diameter D50 of the mother alloy powder may be, for example, 7 μm or more, typically 10 μm or more.

この平均粒子径D50は、メジアン径とも称され得るものである。母合金粉末の平均粒子径D50は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定して得られる粒子径分布グラフで、体積基準の頻度の累積が50%になる粒子径を求めることにより行う。 This average particle diameter D50 can also be referred to as the median diameter. The average particle size D50 of the mother alloy powder is obtained by determining the particle size at which the volume-based frequency accumulation is 50% in the particle size distribution graph obtained by measurement with a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device. .

なお、母合金粉末は、Tiを例えば40質量%~50質量%、40質量%~48質量%、41質量%~44質量%含有してよい。また、Feを、例えば8質量%~10質量%、9質量%~10質量%含有してよい。また、Alを、例えば41質量%~51質量%、46質量%~51質量%、46質量%~49質量%含有してよい。
とする。
その他、母合金粉末は、鋳造合金に含まれ得る先述の不純物を含有することがある。
The mother alloy powder may contain Ti in an amount of, for example, 40% to 50%, 40% to 48%, 41% to 44% by mass. Further, Fe may be contained, for example, 8% to 10% by mass, 9% to 10% by mass. Also, Al may be contained, for example, in an amount of 41% to 51%, 46% to 51%, 46% to 49% by mass.
and
Additionally, the master alloy powder may contain the aforementioned impurities that may be included in the cast alloy.

上述した母合金粉末は、必要に応じて、純チタン粉末及び/又はAl、Fe以外の合金元素からなる粉末等と混合させて、粉末冶金法による、Ti-5Al-1Fe合金の製造や、Ti-5Al-1Fe-x合金のような、5mass%Al、1mass%Feを有してかつ、さらに第3、第4の合金成分を含むチタン合金の製造等に好適に用いることができる。ここで、Al、Fe以外の元素からなる粉末とは、一般的なチタン合金に用いられる合金元素、例えば、V、Cr、Mn、Sn、Zr、Si、またはセラミック粉末、もしくは対象成分同士の母合金粉末を指すが、上記元素に限定されるものではない。 The mother alloy powder described above is optionally mixed with pure titanium powder and/or powder made of an alloy element other than Al and Fe to produce a Ti-5Al-1Fe alloy by a powder metallurgy method. -5Al-1Fe-x alloy, which has 5 mass% Al and 1 mass% Fe, and can be suitably used for producing a titanium alloy containing third and fourth alloy components. Here, the powder composed of elements other than Al and Fe refers to alloying elements used in general titanium alloys, such as V, Cr, Mn, Sn, Zr, Si, or ceramic powders, or mothers of target components. Although it refers to alloy powder, it is not limited to the above elements.

次に、この発明を試験的に実施し、その効果を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的としたものであり、それに限定されることを意図するものではない。 Next, the present invention was implemented on a trial basis, and its effects were confirmed, which will be described below. However, the description herein is for illustrative purposes only and is not intended to be limiting.

純Fe原料、純Al原料及び、純Fe原料を、電子天秤を用いて秤量した後、比重の軽い純金属原料から順番に層状に溶解炉に配置した。具体的には、下側から順に純Al原料、純Ti原料及び純Fe原料を配置し、これらの原料に対してアーク溶解を行った。一回目の溶解後、インゴットを上下反転させて二回目の溶解を行い、それにより、寸法が約φ50×7mmt、質量が約50gのボタンインゴットを作製した。 A pure Fe raw material, a pure Al raw material, and a pure Fe raw material were weighed using an electronic balance, and then placed in a melting furnace in layers in order from the pure metal raw material having the lowest specific gravity. Specifically, a pure Al raw material, a pure Ti raw material, and a pure Fe raw material were arranged in this order from the bottom, and arc melting was performed on these raw materials. After the first melting, the ingot was turned upside down to perform the second melting, thereby producing a button ingot with dimensions of about φ50×7 mmt and a mass of about 50 g.

この方法にて、組成以外の製造条件を揃えて、表1に示すように、試験例1~8のボタンインゴットを得た。各ボタンインゴット中のTi、Al、Feの成分値は、株式会社日立ハイテクサイエンス社製のSPS-3100を用いて、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)により測定した。なお、インゴットの成分でTi及びFe以外の残部はほぼAlであった。 By this method, button ingots of Test Examples 1 to 8, as shown in Table 1, were obtained under the same production conditions other than the composition. The component values of Ti, Al, and Fe in each button ingot were measured by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) using SPS-3100 manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd. The balance of the ingot components other than Ti and Fe was mostly Al.

また各インゴットについて、一部をサンプリングし、厚さ1mmにスライスした試料をX線回折により分析した。ここでは、X線回折装置として、PANalytical社製のX’pert-PRO-MPDを用いて、X線をCuKα線とした。これにより得たX線回折プロファイルより、主要なインゴット構成相の確認と、TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)が存在する場合は、2θが35°~50°の範囲内に存在する全ピーク面積合計に対するTiAl(3-x)Fexピーク面積の比を算出した。表1中、ボタンインゴットにおける2θが35°~50°の範囲内に存在する全ピーク面積合計に対するTiAl(3-x)Fexピーク面積の比は、インゴットのTiAl(3-x)Fex含有比率として示している。 A part of each ingot was sampled, and a sample sliced to a thickness of 1 mm was analyzed by X-ray diffraction. Here, X'pert-PRO-MPD manufactured by PANalytical was used as an X-ray diffractometer, and X-rays were CuKα rays. From the X-ray diffraction profile thus obtained, it was confirmed that the main constituent phases of the ingot were confirmed, and when TiAl (3-x) Fe x (0.1 ≤ x ≤ 0.4) was present, 2θ The ratio of the TiAl (3-x) Fe x peak area to the sum of all peak areas present within a range of ° was calculated. In Table 1, the ratio of the TiAl (3-x) Fe x peak area to the sum of all peak areas present in the button ingot with 2θ within the range of 35° to 50° is Shown as a ratio.

次いで、上記の各ボタンインゴットを、プレス機(最大荷重20tоn)を用いて粗砕した後、目開きが約5mmの篩による篩別を行った。その後、当該篩別の篩下(約350g)を、粉砕用SUS製ボール(φ10mm、10kg)とともに、SUS製ボールミル容器に投入し、容器内を三回にわたってアルゴンガスで置換して、篩下の粉砕を行った。なお、粉砕条件として、ボールミル容器回転数は84rpmとし、粉砕時間は20時間とした。さらにその後、粉砕で得られた粉末を、目開きが150μmの篩及び、目開きが45μmの篩で順次に篩別し、篩下となった母合金粉末を得た。 Next, each of the button ingots was crushed using a press (maximum load of 20 tons), and then sieved with a sieve having an opening of about 5 mm. After that, the under-sieving (about 350 g) of the sieving is put into a SUS ball mill container together with SUS balls for pulverization (φ 10 mm, 10 kg), and the inside of the container is replaced with argon gas three times to remove the under-sieving. pulverized. As grinding conditions, the rotation speed of the ball mill container was 84 rpm, and the grinding time was 20 hours. After that, the powder obtained by pulverization was sieved successively with a sieve with a mesh size of 150 μm and a sieve with a mesh size of 45 μm to obtain under-sieved master alloy powder.

試験例1~4について、上記の母合金粉末に対し、上記と同様の装置で誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)を行い、Ti、Al及びFeの含有量を測定するとともに、LECO社製のTCH-600型を用いて赤外線吸収法により酸素含有量を測定した。また、株式会社堀場製作所製のLA-920を用いたレーザ回折/散乱法による粒度分布の測定および、X線回折による構成相の分析をも行った。それらの結果を表1に示す。なお、表1の母合金粉末TiAl(3-x)Fex含有比率は、母合金粉末における2θが35°~50°の範囲内の全ピーク面積合計に対するTiAl(3-x)Fexピーク面積の比である。表1中、母合金粉末歩留まりは、ボールミル容器への投入質量に対する、45μmの篩下質量の割合を意味する。歩留まり40%以上を歩留まり良好と判断した。 For Test Examples 1 to 4, inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES) was performed on the above mother alloy powders using the same equipment as above to measure the contents of Ti, Al, and Fe. The oxygen content was measured by an infrared absorption method using a TCH-600 model manufactured by the company. In addition, the particle size distribution was measured by a laser diffraction/scattering method using LA-920 manufactured by Horiba, Ltd., and the constituent phases were analyzed by X-ray diffraction. Those results are shown in Table 1. The content ratio of TiAl (3-x) Fe x in the master alloy powder in Table 1 is the TiAl (3-x) Fe x peak area with respect to the sum of all peak areas within the range of 2θ of 35° to 50° in the master alloy powder. is the ratio of In Table 1, the mother alloy powder yield means the ratio of the mass under sieving of 45 μm to the mass put into the ball mill container. A yield of 40% or more was judged to be good.

なお、粉砕が不可であった試験例5及び6並びに、母合金粉末の歩留まりが低かった試験例7及び8については、母合金粉末に対する分析等を行わなかった。 For Test Examples 5 and 6, in which pulverization was not possible, and Test Examples 7 and 8, in which the yield of the mother alloy powder was low, the mother alloy powder was not analyzed.

表1に示すように、Ti及びFeの含有量をそれぞれ所定の範囲内とし、TiAl(3-x)Fex(0.1≦x≦0.4)を含む試験例1及び2のボタンインゴットは、所定の組成で、所定の条件により鋳造されたことにより、粉砕性が良好であった。 As shown in Table 1, button ingots of Test Examples 1 and 2 containing TiAl (3-x) Fe x (0.1≦x≦0.4) with Ti and Fe contents within predetermined ranges, respectively was cast with a predetermined composition under predetermined conditions, and had good grindability.

また、試験例1及び2は、粉砕性が良好であったことにより、平均粒子径D50が20μm以下と微粉である母合金粉末が高い歩留まりで得られた。なお、試験例3は母合金粉末の歩留まりは良好であったものの酸素含有量が0.6質量%超と多かった。試験例4は歩留まりが不十分であるだけでなく、粉末の平均粒子径D50が20μmを超えた。 Moreover, in Test Examples 1 and 2, since the pulverizability was good, fine master alloy powders having an average particle diameter D50 of 20 μm or less were obtained at a high yield. In Test Example 3, although the yield of the mother alloy powder was good, the oxygen content was as high as over 0.6% by mass. In Test Example 4, not only was the yield insufficient, but the average particle diameter D50 of the powder exceeded 20 μm.

母合金粉末のTiAl(3-x)Fex含有比率が高いと、その酸素含有量が良好に低減されていることが解かる。 It can be seen that when the TiAl (3-x) Fe x content ratio of the mother alloy powder is high, the oxygen content is well reduced.

以上より、この発明によれば、鋳造合金を、Ti-Al-Fe合金の粉末冶金法の原料粉末の作製に良好に用いることが可能になることが解かった。 As described above, according to the present invention, it has been found that the cast alloy can be favorably used for producing the raw material powder for the powder metallurgy method of the Ti--Al--Fe alloy.

Claims (6)

Tiを40質量%~50質量%、Feを8質量%~10質量%で含有するとともに、残部がAl及び不可避的不純物であり、TiAl(3-x)Fex(原子数比xは0.1≦x≦0.4を満たす。)を含む鋳造合金。 It contains 40% to 50% by mass of Ti and 8% to 10% by mass of Fe, with the balance being Al and unavoidable impurities, TiAl (3-x) Fe x (atomic ratio x is 0.00). 1≦x≦0.4). ディフラクトメーター法を用いたCuKα線によるX線回折結果で、検出ピークの最大強度の絶対値からバックグラウンドを差し引いて得られるネット強度に、当該検出ピークの半値幅を乗じて算出されるピーク面積について、
2θが35°~50°の範囲内に存在する全ての検出ピークのピーク面積の合計に対する、2θが39.300°~39.650°の範囲内に存在するTiAl(3-x)Fex{111}面のピーク面積の比が、0.10以上である請求項1に記載の鋳造合金。
The peak area calculated by multiplying the net intensity obtained by subtracting the background from the absolute value of the maximum intensity of the detected peak in the result of X-ray diffraction using CuKα rays using the diffractometer method by the half width of the detected peak. about,
TiAl (3-x) Fe x { 2. The casting alloy according to claim 1, wherein the peak area ratio of the 111} planes is 0.10 or more.
母合金粉末を製造する方法であって、請求項1又は2に記載の鋳造合金を粉砕する粉砕工程を含む、母合金粉末の製造方法。 A method for producing a mother alloy powder, comprising a pulverizing step of pulverizing the cast alloy according to claim 1 or 2. TiAl(3-x)Fex(原子数比xは0.1≦x≦0.4を満たす。)を含み、
Tiを40質量%~50質量%、Feを8質量%~10質量%、酸素を0.6質量%以下で含有するとともに、残部がAl及び不可避的不純物である母合金粉末。
TiAl (3-x) Fe x (atomic number ratio x satisfies 0.1 ≤ x ≤ 0.4),
A master alloy powder containing 40% to 50% by mass of Ti, 8% to 10% by mass of Fe, 0.6% by mass or less of oxygen, and the balance being Al and unavoidable impurities.
ディフラクトメーター法を用いたCuKα線によるX線回折結果で、検出ピークの最大強度の絶対値からバックグラウンドを差し引いて得られるネット強度に、当該検出ピークの半値幅を乗じて算出されるピーク面積について、
2θが35°~50°の範囲内に存在する全ての検出ピークのピーク面積の合計に対する、2θが39.300°~39.650°の範囲内に存在するTiAl(3-x)Fex{111}面のピーク面積の比が、0.50以上である請求項4に記載の母合金粉末。
The peak area calculated by multiplying the net intensity obtained by subtracting the background from the absolute value of the maximum intensity of the detected peak in the result of X-ray diffraction using CuKα rays using the diffractometer method by the half width of the detected peak. about,
TiAl (3-x) Fe x { 5. The mother alloy powder according to claim 4, wherein the peak area ratio of the 111} plane is 0.50 or more.
平均粒子径D50が20μm以下である請求項4又は5に記載の母合金粉末。 6. The mother alloy powder according to claim 4 or 5, having an average particle diameter D50 of 20 μm or less.
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