JPH0129858B2 - - Google Patents
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- JPH0129858B2 JPH0129858B2 JP25694186A JP25694186A JPH0129858B2 JP H0129858 B2 JPH0129858 B2 JP H0129858B2 JP 25694186 A JP25694186 A JP 25694186A JP 25694186 A JP25694186 A JP 25694186A JP H0129858 B2 JPH0129858 B2 JP H0129858B2
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は軽量かつ耐熱材料として有望な金属間
化合物TiAl基耐熱合金に関する。更に詳しくは
高温における耐酸化性を改善した金属間化合物
TiAl基耐熱合金に関する。 従来技術 TiとAl2元系において、Alが約34〜60重量％の
範囲にわたつて結晶構造がLl0である金属間化合
物TiAl（以下TiAl相と言う）が存在する。この
TiAl相は次の特徴を持つている。 １ 軽い。 ２ 耐熱性がよい。 ３ 温度上昇と共に強度が増加し約700℃で最大
となる。 ４ 高温クリープ特性が良い。 等の優れた特性を持つている。 しかし、900℃を越えると耐熱化性が悪化する
こと、及び常温延性が乏しいと言う問題点を持つ
ている。 本出願人はさきに常温延在を改善したものとし
て、Mnを添加した金属間化合物TiAl合金を開発
した。（特開昭61−41740号）。これにより常温延
在は改善されたが、Mn添加により高温における
耐酸化性が悪化することが判明した。 発明の目的 本発明の目的はTiAl相をベースとした金属間
化合物TiAl基合金の高温における耐酸化性を改
善し、実用に供し得るTiAl基耐熱合金を提供す
ることにある。 発明の構成 本発明者は前記目的を達成せんと第３元素を添
加し酸化特性の向上を試みた。即ち、Si、Cr、
Ｙ、Pt、Zr等を添加し、耐酸化性を調べた。 その結果、SiだけがTiAl相の特性を損ねずに
高温における耐酸性が著しく向上することを見出
した。この知見に基づいて本発明を完成した。 本発明の要旨は (1) Ti60〜69重量％及びAl31〜40重量％からな
る金属間化合物TiAlをベースとした合金に、
Siを0.2〜1.0重量％添加したものからなる金属
間化合物TiAl基耐熱合金。 (2) Ti60〜69重量％及びAl31〜40重量％からな
る金属間化合物TiAl基をベースとした合金に、
Mnを0.1〜50重量％、及びSiを0.2〜1.0重量％
添加したものからなる金属間化合物TiAl基耐
熱合金。 にある。 金属間化合物TiAl基合金のAl含有量が31重量
％より少なくなると、Ti3Al相が多くなつて脆く
なり、また40重量％より多くなると、TiAl3相が
生じ脆くなり、機械的性質が悪くなるので、Al
含有量は31〜40重量％の範囲であることが必要で
ある。即ち、Al含有量が31〜40重量％の範囲で
はTiAl相がTi3Al相より多量となり、組織は微細
し、かつ延性も向上する。 Siの添加量は0.2〜1.0重量％であることが必要
である。0.2未満では耐酸化性の改善が達成し得
られず、また1.0重量％を超えると合金中に
Ti5Si3やTi5Si4の化合物が生成し、合金を脆くす
る。 Siの添加はSiの単体のほか、これに固溶する
Nb、Ｗ、Mo、Ｃなどの元素を固溶させたもの、
あるいはSi合金であつてもよい。 Siと同時に添加するMnは常温延性を改善する
もので、その添加量は0.1重量％未満ではその効
果がなく、5.0重量％を超えると、高温における
耐酸化性が著しく悪化するので、0.1〜5.0重量％
の範囲であることが必要である。 実施例 １ 純度99.9％のTi棒、純度99.99％のAl、純度
99.99％のSiを原料とし、所定割合で秤量した。
その混合物を水冷銅るつぼに入れ、タングステン
電極を使用し、アルゴン雰囲気中でアーク溶解し
た。得られたTi―36重量％Al―0.5重量％Si合金
から、巾10mm、長さ15mm、厚さ１mmの試験片を切
り出し、電気炉で酸化試験を行つた。その結果は
表―１の通りであつた。酸化試験結果はそれぞれ
の温度と時間における表面積当りの酸化増量で示
している。 比較のために、同一条件で作成したTi36重量
％（Si無添加）合金の酸化試験結果も示した。 実施例 ２ 実施例１の原料を用い、更にMnを含む合金、
化合物TiAl基耐熱合金に関する。更に詳しくは
高温における耐酸化性を改善した金属間化合物
TiAl基耐熱合金に関する。 従来技術 TiとAl2元系において、Alが約34〜60重量％の
範囲にわたつて結晶構造がLl0である金属間化合
物TiAl（以下TiAl相と言う）が存在する。この
TiAl相は次の特徴を持つている。 １ 軽い。 ２ 耐熱性がよい。 ３ 温度上昇と共に強度が増加し約700℃で最大
となる。 ４ 高温クリープ特性が良い。 等の優れた特性を持つている。 しかし、900℃を越えると耐熱化性が悪化する
こと、及び常温延性が乏しいと言う問題点を持つ
ている。 本出願人はさきに常温延在を改善したものとし
て、Mnを添加した金属間化合物TiAl合金を開発
した。（特開昭61−41740号）。これにより常温延
在は改善されたが、Mn添加により高温における
耐酸化性が悪化することが判明した。 発明の目的 本発明の目的はTiAl相をベースとした金属間
化合物TiAl基合金の高温における耐酸化性を改
善し、実用に供し得るTiAl基耐熱合金を提供す
ることにある。 発明の構成 本発明者は前記目的を達成せんと第３元素を添
加し酸化特性の向上を試みた。即ち、Si、Cr、
Ｙ、Pt、Zr等を添加し、耐酸化性を調べた。 その結果、SiだけがTiAl相の特性を損ねずに
高温における耐酸性が著しく向上することを見出
した。この知見に基づいて本発明を完成した。 本発明の要旨は (1) Ti60〜69重量％及びAl31〜40重量％からな
る金属間化合物TiAlをベースとした合金に、
Siを0.2〜1.0重量％添加したものからなる金属
間化合物TiAl基耐熱合金。 (2) Ti60〜69重量％及びAl31〜40重量％からな
る金属間化合物TiAl基をベースとした合金に、
Mnを0.1〜50重量％、及びSiを0.2〜1.0重量％
添加したものからなる金属間化合物TiAl基耐
熱合金。 にある。 金属間化合物TiAl基合金のAl含有量が31重量
％より少なくなると、Ti3Al相が多くなつて脆く
なり、また40重量％より多くなると、TiAl3相が
生じ脆くなり、機械的性質が悪くなるので、Al
含有量は31〜40重量％の範囲であることが必要で
ある。即ち、Al含有量が31〜40重量％の範囲で
はTiAl相がTi3Al相より多量となり、組織は微細
し、かつ延性も向上する。 Siの添加量は0.2〜1.0重量％であることが必要
である。0.2未満では耐酸化性の改善が達成し得
られず、また1.0重量％を超えると合金中に
Ti5Si3やTi5Si4の化合物が生成し、合金を脆くす
る。 Siの添加はSiの単体のほか、これに固溶する
Nb、Ｗ、Mo、Ｃなどの元素を固溶させたもの、
あるいはSi合金であつてもよい。 Siと同時に添加するMnは常温延性を改善する
もので、その添加量は0.1重量％未満ではその効
果がなく、5.0重量％を超えると、高温における
耐酸化性が著しく悪化するので、0.1〜5.0重量％
の範囲であることが必要である。 実施例 １ 純度99.9％のTi棒、純度99.99％のAl、純度
99.99％のSiを原料とし、所定割合で秤量した。
その混合物を水冷銅るつぼに入れ、タングステン
電極を使用し、アルゴン雰囲気中でアーク溶解し
た。得られたTi―36重量％Al―0.5重量％Si合金
から、巾10mm、長さ15mm、厚さ１mmの試験片を切
り出し、電気炉で酸化試験を行つた。その結果は
表―１の通りであつた。酸化試験結果はそれぞれ
の温度と時間における表面積当りの酸化増量で示
している。 比較のために、同一条件で作成したTi36重量
％（Si無添加）合金の酸化試験結果も示した。 実施例 ２ 実施例１の原料を用い、更にMnを含む合金、
【表】
【表】
Ti―35重量％Al―1.5重量％Mn―0.5重量％Si
の合金を実施１と同様にして作つた。比較のため
に、Ti―35重量％Al―1.5重量％Mn（Si無添加）
合金を作つた。実施例１と同様にして酸化試験を
行つた。その結果は表―２に示す通りであつた。 前記の表―１、表―２に示す結果の比較から明
らかなように、本発明のSi添加による耐酸化性の
向上が著しいことがわかる。 発明の効果 本発明の金属間化合物TiAl基耐熱合金は、Si
を特定範囲の量を添加することにより、耐酸化特
性が改善され、高温での使用にも耐えられる優れ
た効果を有する。またMnを同時に添加すると常
温延性の優れたものとなる。
の合金を実施１と同様にして作つた。比較のため
に、Ti―35重量％Al―1.5重量％Mn（Si無添加）
合金を作つた。実施例１と同様にして酸化試験を
行つた。その結果は表―２に示す通りであつた。 前記の表―１、表―２に示す結果の比較から明
らかなように、本発明のSi添加による耐酸化性の
向上が著しいことがわかる。 発明の効果 本発明の金属間化合物TiAl基耐熱合金は、Si
を特定範囲の量を添加することにより、耐酸化特
性が改善され、高温での使用にも耐えられる優れ
た効果を有する。またMnを同時に添加すると常
温延性の優れたものとなる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ti60〜69重量％及びAl31〜40重量％からな
る金属間化合物TiAlをベースとした合金に、Si
を0.2〜1.0重量％添加したものからなる金属間化
合物TiAl基耐熱合金。 ２ Ti60〜69重量％及びAl31〜40重量％からな
る金属間化合物TiAlをベースとした合金に、Mn
を0.1〜5.0重量％、及びSiを0.2〜1.0重量％添加し
たものからなる金属間化合物TiAl基耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25694186A JPS63111152A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Ｓｉを添加した金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25694186A JPS63111152A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Ｓｉを添加した金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63111152A JPS63111152A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0129858B2 true JPH0129858B2 (ja) | 1989-06-14 |
Family
ID=17299487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25694186A Granted JPS63111152A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Ｓｉを添加した金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63111152A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6479335A (en) * | 1987-09-20 | 1989-03-24 | Daido Steel Co Ltd | Ti-al alloy |
| JPH02101134A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-12 | Daido Steel Co Ltd | 耐熱複合材料 |
| US5304344A (en) * | 1989-06-02 | 1994-04-19 | General Electric Company | Gamma titanium aluminum alloys modified by chromium and tungsten and method of preparation |
| EP0455005B1 (de) * | 1990-05-04 | 1995-09-13 | Asea Brown Boveri Ag | Hochtemperaturlegierung für Maschinenbauteile auf der Basis von dotiertem Titanaluminid |
| JPH04160126A (ja) * | 1990-10-24 | 1992-06-03 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | ＴｉＡ１金属間化合物板材とその製造方法 |
| US5451366A (en) * | 1992-07-17 | 1995-09-19 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Product of a halogen containing Ti-Al system intermetallic compound having a superior oxidation and wear resistance |
| CN102134662B (zh) * | 2011-01-10 | 2012-05-23 | 哈尔滨工业大学 | 网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法 |
-
1986
- 1986-10-30 JP JP25694186A patent/JPS63111152A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63111152A (ja) | 1988-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |