JPH0261017A - チタン・アルミニウツ合金 - Google Patents
チタン・アルミニウツ合金Info
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- JPH0261017A JPH0261017A JP21157888A JP21157888A JPH0261017A JP H0261017 A JPH0261017 A JP H0261017A JP 21157888 A JP21157888 A JP 21157888A JP 21157888 A JP21157888 A JP 21157888A JP H0261017 A JPH0261017 A JP H0261017A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高温下における強度を要求される航空エンジ
ンの構造材に適したチタン・アルミニウム合金に関する
ものである。
ンの構造材に適したチタン・アルミニウム合金に関する
ものである。
従来の技術
従来のチタン・アルミニウム合金は、７００℃以上の高
４７” （７） 強Ｂ カ、４０〜５０ｋｇｒ／ｌ１ｌ
ＩＩ２〈抗張力）であることが知られている。また、こ
れに強化元素を含有させたものであっても、その強度は
８０ ｋｇｆ／ａｍ２程度であり、その強度の増大は効
果的な熱処理によって達成されていた。しかし、強度を
上げることによって高温破断伸びが低下（３％以下）す
るため、強度の増大は数％程度のものであった。このた
め、航空エンジン静止部のような部材に使用することが
できず、限られた分野にしか適用出来ないものであった
。しかも、チタン・アルミニウム合金は製造上、チタン
・アルミニウム合金組成の均一化が困難であり、熱履歴
による包析反応生成物が内在し、ともすると破所を著し
るしく速める原因になることがあって、強度のばらつき
が大きく、製造の難かしい合金であった。
４７” （７） 強Ｂ カ、４０〜５０ｋｇｒ／ｌ１ｌ
ＩＩ２〈抗張力）であることが知られている。また、こ
れに強化元素を含有させたものであっても、その強度は
８０ ｋｇｆ／ａｍ２程度であり、その強度の増大は効
果的な熱処理によって達成されていた。しかし、強度を
上げることによって高温破断伸びが低下（３％以下）す
るため、強度の増大は数％程度のものであった。このた
め、航空エンジン静止部のような部材に使用することが
できず、限られた分野にしか適用出来ないものであった
。しかも、チタン・アルミニウム合金は製造上、チタン
・アルミニウム合金組成の均一化が困難であり、熱履歴
による包析反応生成物が内在し、ともすると破所を著し
るしく速める原因になることがあって、強度のばらつき
が大きく、製造の難かしい合金であった。
発明が解決しようとする課題と発明の効果本発明は、上
記の欠点を解消し、鋳造のままであっても高強度を有し
、ある程度の加熱により、曲げ加工あるいは圧延材用素
材として供されつる靭性があり、コストが低いチタン・
アルミニウム合金を提供することを技術的課題及び発明
の効果とする。
記の欠点を解消し、鋳造のままであっても高強度を有し
、ある程度の加熱により、曲げ加工あるいは圧延材用素
材として供されつる靭性があり、コストが低いチタン・
アルミニウム合金を提供することを技術的課題及び発明
の効果とする。
課題を解決するための手段
本発明のチタン・アルミニウム合金は、チタン５０〜６
５重量％、アルミニウム３５〜５０重量％、ホウ素０．
０２〜０．１重量％およびその他の材料からなる組成を
有するものである。
５重量％、アルミニウム３５〜５０重量％、ホウ素０．
０２〜０．１重量％およびその他の材料からなる組成を
有するものである。
アルミニウムをチタン中に３５〜５０重量％固溶した合
金は主にＹ相を生成し、面心正方晶（Ｔｅｔｒａｇｏｎ
ａｌ ）であり、これに凝固時のβ相からその後の熱処
理法によって生成したα２相の稠密六方晶（ｈｅｘａａ
ｏｎａ ｌ ）とが混った合金である。主な組織である
Ｙ相はプラナ−スリップ状態伍の嵩が伸びにかかわるこ
とで知られ、熱処理によって調整され、強度の改良がは
かられるものである。しかし、これにα２相の生成が加
わったり、また包析反応相β＋Ｙ、α＋Ｙが金相学的に
存在したりして、それらの生成、消滅による強度への影
響が大きく、本来ならば高強度を有するもののその発現
は難かしいものである。
金は主にＹ相を生成し、面心正方晶（Ｔｅｔｒａｇｏｎ
ａｌ ）であり、これに凝固時のβ相からその後の熱処
理法によって生成したα２相の稠密六方晶（ｈｅｘａａ
ｏｎａ ｌ ）とが混った合金である。主な組織である
Ｙ相はプラナ−スリップ状態伍の嵩が伸びにかかわるこ
とで知られ、熱処理によって調整され、強度の改良がは
かられるものである。しかし、これにα２相の生成が加
わったり、また包析反応相β＋Ｙ、α＋Ｙが金相学的に
存在したりして、それらの生成、消滅による強度への影
響が大きく、本来ならば高強度を有するもののその発現
は難かしいものである。
そこで複雑な合成組織を生ずる高温相であるβ相を安定
化させる元素を添加し、時効によってβ相からα２相を
析出させ、前β相粒界の周りに分散させたり、タングス
テン、ニオブ添加等の四元合金としての改良がなされて
いるものもある。
化させる元素を添加し、時効によってβ相からα２相を
析出させ、前β相粒界の周りに分散させたり、タングス
テン、ニオブ添加等の四元合金としての改良がなされて
いるものもある。
アルミニウムとチタンとの合金のα２相を大きく出現さ
せたα２相十Ｙ相の均一組成あるいはＹ相のみが微細組
織となるように鋳造調整した条件をえらび、その際、高
温強さを保持させるために、アルミニウムの含有率を３
５〜５０重量％に定め、合金組織微細化に効果のある元
素の添加によって鋳造合金を得る。
せたα２相十Ｙ相の均一組成あるいはＹ相のみが微細組
織となるように鋳造調整した条件をえらび、その際、高
温強さを保持させるために、アルミニウムの含有率を３
５〜５０重量％に定め、合金組織微細化に効果のある元
素の添加によって鋳造合金を得る。
つぎにこの発明のチタン・アルミニウム合金における成
分組成範囲を説明する。
分組成範囲を説明する。
ａ）アルミニウム
アルミニウムの量は、実用チタン・アルミニウム鋳造材
の組成に入る配合量である。溶解前処理をおこなって後
、エレクトロンビーム溶解し、チタン・アルミニウムの
所定成分組成の片寄りがない方法によって、セラミック
型または金型に鋳造する。その時、凝固後１２００〜１
３００℃からの冷却を速やかにおこなえるように型材を
調整する。そして徐冷による靭性劣化を生じさせないよ
うに、また、微細マルテンサイト組織を出すような処理
をおこなわしめるように調整する。
の組成に入る配合量である。溶解前処理をおこなって後
、エレクトロンビーム溶解し、チタン・アルミニウムの
所定成分組成の片寄りがない方法によって、セラミック
型または金型に鋳造する。その時、凝固後１２００〜１
３００℃からの冷却を速やかにおこなえるように型材を
調整する。そして徐冷による靭性劣化を生じさせないよ
うに、また、微細マルテンサイト組織を出すような処理
をおこなわしめるように調整する。
アルミニウムの含有量が３４重量％より低いときは、マ
ルテンサイト組織の合金地中に包折相（Ｔｉ２ＡＩ ’
）が大きく出現するようになるので、抗折力は５０ ｋ
ｏｒ／ｍｍ２より小さく、高温強度も低下する。また、
アルミニウム含有量が５１重日％を越えると包晶（］１
Ａ１３）が多（出現し、抗折力は４０ ｋｇｆ／ｍｍ２
より更に低下するようになる。
ルテンサイト組織の合金地中に包折相（Ｔｉ２ＡＩ ’
）が大きく出現するようになるので、抗折力は５０ ｋ
ｏｒ／ｍｍ２より小さく、高温強度も低下する。また、
アルミニウム含有量が５１重日％を越えると包晶（］１
Ａ１３）が多（出現し、抗折力は４０ ｋｇｆ／ｍｍ２
より更に低下するようになる。
ｂ）ホウ素
ホウ素はチタン・アルミニウム合金中に固溶させた本発
明の組成のとき、組織調整に硅素。
明の組成のとき、組織調整に硅素。
ジルコニウム、タン、ゲステン、ニオブ、バナジウム、
マンガン、稀土類元素の中から選ばれた少量の元素と共
に添加すると、延性を付与する効果がある。０．０２％
未満では所望の効果は得にくく、また０、１％以上では
靭性および高温強度が低下するようになる。そのことか
らホウ素の含有量を０．０２重量％から０，１重量％に
定める。
マンガン、稀土類元素の中から選ばれた少量の元素と共
に添加すると、延性を付与する効果がある。０．０２％
未満では所望の効果は得にくく、また０、１％以上では
靭性および高温強度が低下するようになる。そのことか
らホウ素の含有量を０．０２重量％から０，１重量％に
定める。
なお、６００℃以下での延性を期待しないときは、ホウ
素置に注意をはられなくてもよい。
素置に注意をはられなくてもよい。
抗折力について見れば、上記の製造法によって、アルミ
ニウム３５〜５０重量％の本チタン・アルミニウム合金
は、アルミニウム３５重量％では１００ ｋ（Ｊ／ｍｍ
２Ｃｌ上の、マタ、５０重ｆｆｉ％では８０ｋＱ／ ｍ
ｍ２以上の常温強度が発現され、その強度は適温度依存
性を示し、８００℃にて５０％以上の強度増加を示す。
ニウム３５〜５０重量％の本チタン・アルミニウム合金
は、アルミニウム３５重量％では１００ ｋ（Ｊ／ｍｍ
２Ｃｌ上の、マタ、５０重ｆｆｉ％では８０ｋＱ／ ｍ
ｍ２以上の常温強度が発現され、その強度は適温度依存
性を示し、８００℃にて５０％以上の強度増加を示す。
実施例
溶解・鋳造炉中のチタン・アルミニウム原材料を５００
℃に余熱し、１０−５Ｔｏｒｒ真空ニｎｉ 気ｔ、 タ
後、アルゴン雰囲気に置換し、エレクトロンビーム溶解
をおこない、１７００〜１８００℃に保持した後、成分
組成が不均一とはならない鋳造方法によって、金型また
はセラミック型に鋳造し、微細合金組織となるように、
各種の調整をおこなって製造する。
℃に余熱し、１０−５Ｔｏｒｒ真空ニｎｉ 気ｔ、 タ
後、アルゴン雰囲気に置換し、エレクトロンビーム溶解
をおこない、１７００〜１８００℃に保持した後、成分
組成が不均一とはならない鋳造方法によって、金型また
はセラミック型に鋳造し、微細合金組織となるように、
各種の調整をおこなって製造する。
この実施例によって製造へれたチタン・アルミニウム合
金とチタン６５％、アルミニウム３５％からなる鋳造合
金およびＡＳＨＩＰ系粉末合金粉末合金度に対する強度
（抗折力）の比較を次の表に小す。
金とチタン６５％、アルミニウム３５％からなる鋳造合
金およびＡＳＨＩＰ系粉末合金粉末合金度に対する強度
（抗折力）の比較を次の表に小す。
Claims (1)
- チタン５０〜６５重量％、アルミニウム３５〜５０重量
％、ホウ素０．０２〜０．１重量％およびその他の材料
からなる組成を有するチタン・アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21157888A JPH0261017A (ja) | 1988-08-27 | 1988-08-27 | チタン・アルミニウツ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21157888A JPH0261017A (ja) | 1988-08-27 | 1988-08-27 | チタン・アルミニウツ合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261017A true JPH0261017A (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=16608085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21157888A Pending JPH0261017A (ja) | 1988-08-27 | 1988-08-27 | チタン・アルミニウツ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0261017A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103276241A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-04 | 攀枝花学院 | 钛铝硅合金材料及其制备方法 |
| CN106191525A (zh) * | 2016-09-14 | 2016-12-07 | 燕山大学 | 一种高强度耐腐蚀钛合金及制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270531A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物部材の成形法 |
| JPS63114930A (ja) * | 1986-10-31 | 1988-05-19 | Daido Steel Co Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系粉末冶金用合金 |
| JPS63125634A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 溶製材用Ｔｉ―Ａｌ系耐熱合金 |
| JPS6479335A (en) * | 1987-09-20 | 1989-03-24 | Daido Steel Co Ltd | Ti-al alloy |
-
1988
- 1988-08-27 JP JP21157888A patent/JPH0261017A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270531A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物部材の成形法 |
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| JPS63125634A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 溶製材用Ｔｉ―Ａｌ系耐熱合金 |
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