JPH03193837A - High temperature oxidation-resistant intermetallic compound ti-al series alloy - Google Patents
High temperature oxidation-resistant intermetallic compound ti-al series alloyInfo
- Publication number
- JPH03193837A JPH03193837A JP33341789A JP33341789A JPH03193837A JP H03193837 A JPH03193837 A JP H03193837A JP 33341789 A JP33341789 A JP 33341789A JP 33341789 A JP33341789 A JP 33341789A JP H03193837 A JPH03193837 A JP H03193837A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- content
- alloy
- atomic
- temperature oxidation
- alloys
- 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.)
- Pending
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 139
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 139
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 73
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910004349 Ti-Al Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 229910004692 Ti—Al Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 32
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 25
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZJQYRCNDBMIAG-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Zn].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn] Chemical class [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Zn].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn] RZJQYRCNDBMIAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
A0発明の目的
(1) 産業上の利用分野
本発明は高温耐酸化性金属間化合物TtAI!、系合金
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A0Object of the invention (1) Industrial application field The present invention is directed to a high temperature oxidation resistant intermetallic compound TtAI! , regarding alloys of the series.
(2)従来の技術 金属間化合物TiAf系合金(以下、TiA1!。(2) Conventional technology Intermetallic compound TiAf alloy (hereinafter referred to as TiA1!).
系合金と称す)としては、T i A I T i
s A に三相合金、TiAf−Ti3Af−TiAf
、三相合金等が知られている。このTiAf系合金は軽
量であり、またTi基合金に比べて優れた高温耐酸化性
を有するが、インコネル−713CのようなNi基合金
に比べると、高温耐酸化性が酸化増量値で5〜10倍と
劣る。T i A I T i
s A three-phase alloy, TiAf-Ti3Af-TiAf
, three-phase alloys, etc. are known. This TiAf-based alloy is lightweight and has superior high-temperature oxidation resistance compared to Ti-based alloys, but compared to Ni-based alloys such as Inconel-713C, its high-temperature oxidation resistance has an oxidation weight gain of 5 to 5. 10 times worse.
そこで、従来は、TiAf系合金の高温耐酸化性を向上
させるために、TiAf系合金にNイオン注入法、Af
蒸着法、A2拡散浸透法等の表面処理法を施して表層部
の改質を行っている。Therefore, in order to improve the high-temperature oxidation resistance of TiAf-based alloys, N ion implantation method and Af
The surface layer is modified by surface treatment methods such as vapor deposition and A2 diffusion infiltration.
一方、高温強度面において、TiAl1系合金は、60
0〜900°Cといった高温下でインコネル−713C
と路間等の比強度〔破断応力(一般に引張強さ)を材料
の密度で除した値〕を有するので、耐熱性部材の構成材
料として期待される。On the other hand, in terms of high temperature strength, TiAl1 alloy has 60
Inconel-713C under high temperature such as 0~900°C
Since it has a specific strength (the value obtained by dividing the breaking stress (generally tensile strength) by the density of the material) of the track and the like, it is expected to be used as a constituent material for heat-resistant members.
(3)発明が解決しようとする課題
しかしながら前記のような表面処理法によると、クラッ
ク等の発生により表層部が剥離した場合には、その剥離
部分から酸化が進行し、TiAf系合金の高温耐酸化性
が著しく劣化する、という問題がある。そこで、このよ
うな問題を解決し、また表面処理を省いて生産性を向上
させる上からも、TiAf!系合金自体に優れた高温耐
酸化性を具備させることが要望されている。(3) Problems to be Solved by the Invention However, according to the surface treatment method described above, when the surface layer peels off due to the occurrence of cracks, etc., oxidation progresses from the peeled part, and the high temperature acid resistance of the TiAf alloy increases. There is a problem in that the chemical properties deteriorate significantly. Therefore, in order to solve these problems and improve productivity by eliminating surface treatment, TiAf! It is desired that the alloy itself has excellent high-temperature oxidation resistance.
一方、高温強度面において、TiAffi系合金により
インコネル−713Cの代替えを行う場合には、代替え
物をインコネル−713C製部材よりもかなり大型に構
成しなければならず、したがって小型、且つ軽量化の要
請より、密度は従来のTiAl系合金と同等で、且つ高
強度なTiAffi系合金、即ち、比強度の高いTiA
j!系合金の開発が要望されている。On the other hand, in terms of high-temperature strength, when replacing Inconel-713C with a TiAffi alloy, the replacement must be made considerably larger than the Inconel-713C member, and therefore there is a demand for smaller size and lighter weight. Therefore, the density is equivalent to that of the conventional TiAl alloy, and the high strength TiAffi alloy, that is, the TiA with high specific strength.
j! There is a demand for the development of alloys based on these.
本発明は前記に鑑み、それ自体が優れた高温耐酸化性を
具備している前記TiAf系合金を提供することを目的
とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide the TiAf-based alloy, which itself has excellent high-temperature oxidation resistance.
また本発明は、それ自体が優れた高温耐酸化性を具備す
ると共に高温下において高い比強度を示す前記TiAl
1系合金を提供することを目的とする。Further, the present invention provides the TiAl material, which itself has excellent high temperature oxidation resistance and exhibits high specific strength at high temperatures.
The purpose is to provide a 1-series alloy.
B1発明の構成
(1)課題を解決するための手段
本発明に係る前記TtAj!系合金は、0.05原子%
以上、3原子%以下のNbと、 0.05原子%以上、
4原子%以下のWと;を含有することを第1の特徴とす
る。B1 Structure of the Invention (1) Means for Solving the Problems The TtAj! according to the present invention! The system alloy is 0.05 atomic%
Above, 3 at% or less Nb, 0.05 at% or more,
The first characteristic is that it contains 4 atomic % or less of W and;
本発明に係る前記TiAffi系合金は、0.05原子
%以上、3原子%以下のNbとi 0.05原子%以上
、4原子%以下のWと;3.5原子%以下のV、4.5
原子%以下のCおよび1.25原子%以下のFeから選
択される少なくとも一種と;を含有することを第2の特
徴とする。The TiAffi-based alloy according to the present invention includes Nb and i of 0.05 atomic % or more and 3 atomic % or less; W of 0.05 atomic % or more and 4 atomic % or less; V, 3.5 atomic % or less; .5
The second feature is that it contains at least one selected from C at % or less and Fe at 1.25 atomic % or less.
(2)作 用
第1の特徴によれば、特定量のNbおよびWを含有させ
ることによって、優れた高温耐酸化性を具備したTiA
f系合金を提供することができる。(2) Effect According to the first feature, TiA has excellent high-temperature oxidation resistance by containing specific amounts of Nb and W.
f-based alloys can be provided.
たりし、NbとWとを併用することを条件として、Nb
の含有量が0.05原子%を下回り、また3原子%を上
回ると、TiAf系合金の高温耐酸化性が悪化する。一
方、同様の条件において、Wの含有量が0.05原子%
を下回り、また4原子%を上回ると、同様にTiAff
i系合金の高温耐酸化性が悪化する。However, on the condition that Nb and W are used together, Nb
When the content is less than 0.05 atomic % and more than 3 atomic %, the high temperature oxidation resistance of the TiAf-based alloy deteriorates. On the other hand, under similar conditions, the W content was 0.05 at%
TiAff
The high temperature oxidation resistance of i-based alloys deteriorates.
第2の特徴によれば、特定量のNbおよびWを含有させ
ると共に、特定量のvlCおよびFeを選択的に含有さ
せることによって、優れた高温耐酸化性を具備すると共
に高温下において高い比強度を示すTiAl系合金を提
供することができる。According to the second feature, by containing specific amounts of Nb and W and selectively containing specific amounts of VLC and Fe, it has excellent high temperature oxidation resistance and high specific strength at high temperatures. It is possible to provide a TiAl-based alloy that exhibits the following properties.
この場合、NbとWとの含有量の限定理由は前記と同じ
であるが、特に、Wの場合その含有量が4原子%を上回
ると、TiAf系合金の比強度が低下する。また、■の
含有量が3.5原子%を上回ると、TiAf系合金の高
温耐酸化性が著しく悪化する。さらに、Cの含有量が4
.5原子%を上回ると、TiAj!系合金の高温耐酸化
性が著しく悪化し、また比強度が著しく低下する。In this case, the reason for limiting the contents of Nb and W is the same as described above, but in particular, in the case of W, when the content exceeds 4 at %, the specific strength of the TiAf-based alloy decreases. Moreover, if the content of (■) exceeds 3.5 atomic %, the high temperature oxidation resistance of the TiAf-based alloy will be significantly deteriorated. Furthermore, the content of C is 4
.. When it exceeds 5 atom%, TiAj! The high-temperature oxidation resistance of the alloy is significantly deteriorated, and the specific strength is also significantly reduced.
Feは、伸び値の極めて低いTiAj!系合金に伸びを
付与してその延性を向上させ、また0、 2%耐力を向
上させる機能を有する。たりし、Feの含有量が1.2
5原子%を上回ると、0.2%耐力が低下し、また高温
耐酸化性も悪化の傾向がみられる。Fe has extremely low elongation value TiAj! It has the function of imparting elongation to the alloy and improving its ductility, as well as improving its 0.2% yield strength. , Fe content is 1.2
When it exceeds 5 at %, the 0.2% yield strength decreases, and high temperature oxidation resistance also tends to deteriorate.
(3)実施例
TiAl1−Ti3Af二相合金を主体とし、これにN
b、W、V、Cを選択的に添加して、アーク溶融法の適
用下、多種類のTiAl系合金を製造−した。またT
i A I T i s A j!β二相合金おいて
、八〇の含有量を種々変化させて前記と同一の方法によ
り複数のTiAA系合金を製造した。(3) Example Mainly composed of TiAl1-Ti3Af two-phase alloy, with N
By selectively adding B, W, V, and C, various types of TiAl-based alloys were manufactured by applying an arc melting method. Also T
i A I T i s A j! In the β two-phase alloy, a plurality of TiAA-based alloys were manufactured by the same method as described above while varying the content of 80.
各TiAffi系合金よりテストピースを切出し、各テ
ストピースに関し、引張比強度として800“Cにおけ
る引張破断強度(X 10−”MP a −m3/kg
)を求め、また高温耐酸化性テストとして、テストピー
スを900°Cの静止空気中に120時間放置するテス
トを行い、その後各テストピースの酸化増量(x 10
−”kg/m” )を求めた。A test piece was cut from each TiAffi alloy, and the tensile specific strength of each test piece was determined as the tensile strength at 800"C (X 10-" MP a -m3/kg
), and as a high-temperature oxidation resistance test, test pieces were left in still air at 900°C for 120 hours, and then the oxidation weight gain (x 10
-"kg/m") was determined.
各テストピースにおける引張比強度は、インコネル−7
13Cと同等またはそれ以上、したがって、100XI
Q100XIQ−3/kg以上(好ましくは、120X
10−0−3MPa−7kg以上)を良とし、また酸
化増量は略60 X 10−”kg/m”以下を良とし
た。The tensile specific strength of each test piece is Inconel-7
Equal to or greater than 13C, therefore 100XI
Q100XIQ-3/kg or more (preferably 120X
10-0-3 MPa-7 kg or more), and oxidation weight gain of approximately 60 x 10-"kg/m" or less was considered good.
表■は、本発明合金1〜7および比較例合金8〜11の
化学成分、引張比強度(X 10−”MP a・m3/
kg、以下の各表において同じ)および酸化増量(X
10−3kg/m” 、以下の各表において同じ)をそ
れぞれ示す。Table 3 shows the chemical composition and tensile specific strength (X 10-"MP a・m3/
kg, same in each table below) and oxidation weight gain (X
10-3 kg/m'' (same in each table below).
表 1
本発明合金1は、引張比強度および酸化増量の画点に関
し、最も優れたものであり、本発明において組成を決定
する上で基準となる合金である。Table 1 Invention Alloy 1 is the most excellent in terms of tensile specific strength and oxidation weight gain, and is the reference alloy for determining the composition in the present invention.
他の本発明合金2〜7は、前記合金1を基準としてAn
の含有量を変化させたもので、A2の含有量の増減に対
応してTiの含有量を増減させである。Other invention alloys 2 to 7 are An
The content of Ti is increased or decreased in accordance with the increase or decrease of the content of A2.
比較例合金8はTiおよびAlのみから構成されたもの
で、比較例において組成を決定する上で基準となる合金
であり、他の合金9〜11は合金8を基準としてAlの
含有量を変化させたものである。Comparative Example Alloy 8 is composed only of Ti and Al, and is the reference alloy for determining the composition in the Comparative Example, and other Alloys 9 to 11 have different Al contents based on Alloy 8. This is what I did.
第1図は本発明合金1〜7および比較例合金8〜11の
A1含有量と引張比強度との関係を示し、また第2図は
これら合金1〜110Ai含有量と酸化増量との関係を
示す。Figure 1 shows the relationship between the A1 content and tensile specific strength of the invention alloys 1 to 7 and comparative example alloys 8 to 11, and Figure 2 shows the relationship between the Ai content and oxidation weight gain of these alloys 1 to 110. show.
表1、第1および第2図から明らかなように、本発明合
金1〜7においては、T i A、j! −T i。As is clear from Table 1 and FIGS. 1 and 2, in the alloys 1 to 7 of the present invention, T i A,j! -Ti.
Aβ二相合金に1原子%のNb5WおよびCと、1.5
原子%のVを添加するという条件の下で、A2の含有量
を40原子%以上、52原子%以下に設定することによ
って、TiAl系合金の引張比強度および高温耐酸化性
をそれぞれ向上させることができる。1 atomic % of Nb5W and C in the Aβ dual phase alloy and 1.5
To improve the specific tensile strength and high temperature oxidation resistance of the TiAl alloy by setting the content of A2 to 40 atomic % or more and 52 atomic % or less under the condition of adding atomic % of V. I can do it.
たりし、Alの含有量が40原子%を下回ると、高温耐
酸化性が悪化し、一方、52原子%を上回ると、引張比
強度が低下する。However, if the Al content is less than 40 atomic %, high temperature oxidation resistance will deteriorate, while if it exceeds 52 atomic %, the tensile specific strength will decrease.
好ましくは、Alの含有量は41原子%以上、46原子
%以下である。Preferably, the Al content is 41 atomic % or more and 46 atomic % or less.
一方、比較例合金8〜11には、引張比強度および高耐
酸化性の両方を満足するものは存在しないことが明らか
である。On the other hand, it is clear that none of Comparative Example Alloys 8 to 11 satisfies both tensile specific strength and high oxidation resistance.
表■は、本発明合金1,12〜14および比較例合金8
,15.16の化学成分、引張比強度および酸化増量を
それぞれ示す。Table ■ shows the invention alloys 1, 12 to 14 and comparative example alloy 8.
, 15.16, the chemical composition, tensile specific strength and oxidation weight gain are shown, respectively.
表
■
本発明合金12〜14は、AI W、V、Cの含有量を
固定し、Nbの含有量を変えたもので、それに伴いTi
の含有量が変化している。Table ■ Inventive alloys 12 to 14 have fixed contents of AI W, V, and C and different contents of Nb.
The content of is changing.
比較例合金15.16はNbを単独添加し、且つその含
有量を変えたもので、TiおよびA2の含有量は等しく
なるように設定されている。Comparative example alloy 15.16 is one in which only Nb is added and its content is changed, and the contents of Ti and A2 are set to be equal.
第3図は本発明合金1.12〜14および比較例合金8
,15.16のNb含有量と引張比強度との関係を示し
、また第4図はこれら合金1. 12〜14.8.15
.16のNb含有量と酸化増量との関係を示す。Figure 3 shows the invention alloys 1.12 to 14 and the comparative example alloy 8.
, 15.16, and Figure 4 shows the relationship between the Nb content and tensile specific strength of these alloys 1. 12-14.8.15
.. 16 shows the relationship between Nb content and oxidation weight gain of No. 16.
表■、第3および第4図から明らかなように、本発明合
金12〜14においては、Nbの含有量を0.05原子
%以上、3原子%以下に設定することによって、TiA
j2系合金の引張比強度および高温耐酸化性をそれぞれ
向上させることができる。As is clear from Table 1 and Figures 3 and 4, in alloys 12 to 14 of the present invention, by setting the Nb content to 0.05 at% or more and 3 at% or less, TiA
The specific tensile strength and high temperature oxidation resistance of the j2 alloy can be improved.
たヌ゛シ、Nbの含有量が0.05原子%を下回り、ま
た3原子%を上回ると、TiAj2系合金の高温耐酸化
性が悪化する。When the content of Nb is less than 0.05 atomic % or more than 3 atomic %, the high temperature oxidation resistance of the TiAj2 alloy deteriorates.
TiAf系合金の引張比強度および高温耐酸化性を共に
向上させるためには、Nbの含有量を0゜5原子%以上
、2原子%以下に設定するのが良い。In order to improve both the specific tensile strength and high temperature oxidation resistance of the TiAf alloy, it is preferable to set the Nb content to 0.5 at.% or more and 2 at.% or less.
一方、比較例合金15.16には、引張比強度および高
温耐酸化性の両方を満足するものは存在しないことが明
らかである。On the other hand, it is clear that there is no Comparative Example Alloy 15.16 that satisfies both tensile specific strength and high temperature oxidation resistance.
表■は、本発明合金l、17〜19および比較例合金8
.20〜22の化学成分、引張比強度および酸化増量を
それぞれ示す。Table ■ shows the invention alloys 1, 17 to 19 and comparative example alloy 8.
.. The chemical components, tensile specific strength and oxidation weight gain of 20 to 22 are shown, respectively.
表 ■
本発明合金17〜19は、A/!、Nb、V、Cの含有
量を固定し、Wの含有量を変えたもので、それに伴いT
iの含有量が変化している。Table ■ Invention alloys 17 to 19 are A/! , the contents of Nb, V, and C are fixed, and the content of W is changed, and T
The content of i is changing.
比較例合金20.21はWを単独添加し、且つその含有
量を変えたもので、TiおよびAI!、の含有量は等し
くなるように設定されている。また比較例合金22は、
Wを添加しなかった点を除いて、本発明合金17〜19
と路間等の組成を有する。Comparative example alloy 20.21 is one in which W is added alone and its content is changed, and Ti and AI! The contents of , are set to be equal. Comparative example alloy 22 is
Invention alloys 17 to 19, except that W was not added.
It has a composition such as .
第5図は本発明合金1.17〜19および比較例合金8
.20〜22のW含有量と引張比強度との関係を示し、
また第6図はこれら合金1.8゜17〜22のW含有量
と酸化増量との関係を示す。Figure 5 shows the invention alloys 1.17 to 19 and comparative example alloy 8.
.. Showing the relationship between W content and tensile specific strength of 20 to 22,
Further, FIG. 6 shows the relationship between the W content and oxidation weight gain of these alloys 1.8°17-22.
表■、第5および第6図から明らかなように、本発明合
金17〜19においては、Wの含有量を2原子%以上、
4原子%以下に設定することによって、TiAf系合金
の引張比強度および高温耐酸化性をそれぞれ向上させる
ことができる。As is clear from Table 1, Figures 5 and 6, in the alloys 17 to 19 of the present invention, the W content is 2 atomic % or more,
By setting the content to 4 atomic % or less, the specific tensile strength and high-temperature oxidation resistance of the TiAf-based alloy can be improved.
た\゛し、Wの含有量が0.05原子%を下回り、また
4原子%を上回ると、TiAj2系合金の高温耐酸化性
が悪化する。However, if the W content is less than 0.05 atomic % or more than 4 atomic %, the high temperature oxidation resistance of the TiAj2 alloy deteriorates.
TiAf系合金の引張比強度および高温耐酸化性を共に
向上させるためには、Wの含有量を0.5原子%以上、
2原子%以下に設定するのが良い。In order to improve both the tensile specific strength and high-temperature oxidation resistance of the TiAf-based alloy, the W content should be 0.5 at% or more,
It is preferable to set it to 2 atomic % or less.
一方、比較例合金20.21には、引張比強度および高
温耐酸化性の両方を満足するものは存在しないことが明
らかである。また比較例合金22の場合は、Wを含有し
ないことによって高温耐酸化性が著しく悪化する。On the other hand, it is clear that none of Comparative Example Alloys 20.21 satisfies both tensile specific strength and high temperature oxidation resistance. Furthermore, in the case of Comparative Example Alloy 22, high temperature oxidation resistance is significantly deteriorated due to the absence of W.
表■は、本発明合金1.23および比較例合金8.24
〜26の化学成分、引張比強度および酸化増量をそれぞ
れ示す。Table ■ shows the invention alloy 1.23 and comparative example alloy 8.24.
~26 chemical components, tensile specific strength and oxidation weight gain are shown, respectively.
表 ■
本発明合金23は、Af、Nb、W、Cの含有量を固定
し、■の含有量を変えたもので、それに伴いTiの含有
量が変化している。Table 1 In Invention Alloy 23, the contents of Af, Nb, W, and C are fixed, and the content of ■ is changed, and the Ti content is changed accordingly.
比較例合金24.25は■を単独添加し、且つその含有
量を変えたもので、Tiおよび/lの含有量は等しくな
るように設定されている。また比較例合金26は、■の
含有量を4.5原子%に設定した点を除いて、本発明合
金23と路間等の組成を有する。Comparative Example Alloy 24.25 is one in which ``■'' is added alone and its content is changed, and the contents of Ti and /l are set to be equal. Further, Comparative Example Alloy 26 has a composition similar to that of Invention Alloy 23, except that the content of (1) was set to 4.5 atomic %.
第7図は本発明合金1.23および比較例合金8.24
〜26の■含有量と引張比強度との関係を示し、また第
8図はこれら合金1,8.23〜26の■含有量と酸化
増量との関係を示す。Figure 7 shows the invention alloy 1.23 and the comparative example alloy 8.24.
Figure 8 shows the relationship between the ■ content and the tensile specific strength of Alloys 1, 8.23 to 26, and the oxidation weight gain.
表■、第7および第8図から明らかなように、本発明合
金23においては、■の含有量を3原子%に設定するこ
とによって、TiAj!系合金の引張比強度および高温
耐酸化性をそれぞれ向上させることができる。As is clear from Table 1 and FIGS. 7 and 8, in Invention Alloy 23, by setting the content of 3 to 3 atomic %, TiAj! The specific tensile strength and high-temperature oxidation resistance of the alloy can be improved.
たソ°シ、■の含有量が3.5原子%を上回ると、Ti
Afi系合金の高温耐酸化性が著しく悪化する。When the content of Ti and ■ exceeds 3.5 at%, Ti
The high temperature oxidation resistance of the Afi alloy deteriorates significantly.
これは比較例合金26から明らかである。This is clear from Comparative Example Alloy 26.
TiAffi系合金の引張比強度および高温耐酸化性を
共に向上させるためには、■の含有量を1原子%以上、
3原子%以下に設定するのが良い。In order to improve both the tensile specific strength and high-temperature oxidation resistance of the TiAffi alloy, the content of
It is preferable to set it to 3 atomic % or less.
一方、比較例合金24.25には、引張比強度および高
温耐酸化性の両方を満足するものは存在しないことが明
らかである。On the other hand, it is clear that there is no Comparative Example Alloy 24.25 that satisfies both tensile specific strength and high temperature oxidation resistance.
表■は、本発明合金l、27〜30および比較例合金8
.31〜33の化学成分、引張比強度および酸化増量を
それぞれ示す。Table ■ shows the invention alloys 1, 27-30 and comparative example alloy 8.
.. The chemical components, tensile specific strength and oxidation weight gain of Nos. 31 to 33 are shown, respectively.
表 V
本発明合金27〜30は、A1.、Nb5W、■の含有
量を固定し、Cの含有量を変えたもので、それに伴いT
iの含有量が変化している。たりし、本発明合金27は
Cを含有していない。Table V Invention alloys 27-30 are A1. , Nb5W, the content of ■ is fixed and the content of C is changed, and accordingly T
The content of i is changing. However, the alloy 27 of the present invention does not contain C.
比較例合金31.32はCを単独添加し、且つその含有
量を変えたもので、TiおよびA1の含有量は等しくな
るように設定されている。また比較例合金33は、Cの
含有量を5原子%に設定した点を除いて、本発明合金2
7〜30と路間等の組成を有する。Comparative example alloy 31.32 is one in which C is added alone and its content is changed, and the contents of Ti and A1 are set to be equal. Comparative Example Alloy 33 is the Invention Alloy 2 except that the C content is set to 5 at%.
It has a composition of 7 to 30 and Roma.
第9図は本発明合金1,27〜30および比較例合金8
,31〜33のC含有量と引張比強度との関係を示し、
また第10図はこれら合金1,8゜27〜33のC含有
量と酸化増量との関係を示す。Figure 9 shows the invention alloys 1, 27 to 30 and comparative example alloy 8.
, 31 to 33 show the relationship between C content and tensile specific strength,
Further, FIG. 10 shows the relationship between the C content and oxidation weight gain of these alloys 1,8°27-33.
表V5第9および第10図から明らかなように、本発明
合金28〜30においては、Cの含有量を2原子%以上
、4原子%以下に設定することによって、TiAf系合
金の引張比強度および高温耐酸化性をそれぞれ向上させ
ることができる。As is clear from Table V5 and Figures 9 and 10, in alloys 28 to 30 of the present invention, by setting the C content to 2 at% or more and 4 at% or less, the tensile specific strength of the TiAf alloy is improved. and high temperature oxidation resistance can be improved.
たヌ゛シ、Cの含有量が4.5原子%を上回ると、Ti
Affi系合金の引張比強度および高温耐酸化性が悪化
する。When the content of Ti and C exceeds 4.5 at%, Ti
The tensile specific strength and high temperature oxidation resistance of Affi alloys deteriorate.
TiAf系合金の引張比強度および高温耐酸化性を共に
向上させるためには、Cの含有量を0.5原子%以上、
3.5原子%以下に設定するのが良い。In order to improve both the tensile specific strength and high-temperature oxidation resistance of the TiAf-based alloy, the C content should be 0.5 at% or more,
It is preferable to set it to 3.5 atomic % or less.
たりし、本発明合金27のように、Cを含有させない場
合においても、TiA1系合金の引張比強度および高温
耐酸化性は比較的良好となる。However, even when C is not contained as in Invention Alloy 27, the specific tensile strength and high temperature oxidation resistance of the TiA1 alloy are relatively good.
一方、比較例合金31〜33には、引張比強度および高
温耐酸化性の両方を満足するものは存在しないことが明
らかである。On the other hand, it is clear that none of Comparative Example Alloys 31 to 33 satisfies both tensile specific strength and high temperature oxidation resistance.
前記本発明合金は、TiAffi−Tiz Al二相合
金を主体とし、これにNb、W、V、Cを選択的に添加
したものであるが、これら添加元素の外にFeを添加す
ると、伸び値の極めて低いTiA1系合金に伸びを付与
してその延性を向上させ、また0、 2%耐力を向上さ
せることができる。The alloy of the present invention is mainly composed of a TiAffi-Tiz Al dual-phase alloy to which Nb, W, V, and C are selectively added. However, when Fe is added in addition to these additive elements, the elongation value decreases. It is possible to impart elongation to a TiA1-based alloy, which has an extremely low carbon content, to improve its ductility and to improve its 0.2% yield strength.
表■は、Feを添加した本発明合金34.35および比
較例合金36.37の化学成分、引張比強度および酸化
増量をそれぞれ示す。Table (2) shows the chemical composition, tensile specific strength, and oxidation weight gain of Invention Alloy 34.35 and Comparative Example Alloy 36.37 to which Fe was added.
表 ■
本発明合金34.35および比較例合金36゜37は、
前記本発明合金1を基準としてFeの含有量を種々変化
させたもので、Feの添加に伴いAlの含有量を減少さ
せである。Table ■ Inventive alloy 34.35 and comparative example alloy 36°37 are:
The Fe content was varied based on Invention Alloy 1, and the Al content was decreased as Fe was added.
表■より、Feの含有量を1.25原子%以下に設定す
ることによって、TiAj!系合金の引張比強度および
高温耐酸化性を向上させることができる。From Table ■, by setting the Fe content to 1.25 at% or less, TiAj! It is possible to improve the tensile specific strength and high temperature oxidation resistance of the alloy.
第11図は、TiAj!系合金におけるFe含有量と伸
びとの関係を示し、また第12図は同合金におけるFe
含有量と0.2%耐力との関係を示す。Figure 11 shows TiAj! Figure 12 shows the relationship between Fe content and elongation in the alloy.
The relationship between content and 0.2% proof stress is shown.
第11.第12図から明らかなように、Feの含有量は
1.25原子%以下が適当である。11th. As is clear from FIG. 12, the Fe content is suitably 1.25 atomic % or less.
前記本発明合金は、T iAI T is Aj!二相
合金を主体とし、これにNb、W、V、C,、Feを選
択的に添加したものであるが、これらの添加元素のうち
、Nb、Wのみを添加した場合にもTlAl系合金の引
張比強度および高温耐酸化性を向上させることができる
。The alloy of the present invention has T iAI T is Aj! It is mainly a two-phase alloy to which Nb, W, V, C, and Fe are selectively added, but even when only Nb and W are added among these additive elements, TlAl-based alloy can improve the tensile specific strength and high temperature oxidation resistance of
表■は、本発明合金38〜43の化学成分、引張比強度
および酸化増量をそれぞれ示す。Table (1) shows the chemical composition, tensile specific strength, and oxidation weight gain of Invention Alloys 38 to 43, respectively.
表 ■
第13図は本発明合金38〜40および比較例合金8,
15,20.21のW含有量と引張比強度との関係を示
し、また第14図はこれら合金38〜40.8.15,
20.21のW含有量と酸化増量との関係を示す。Table ■ Figure 13 shows the present invention alloys 38 to 40 and the comparative example alloy 8,
Figure 14 shows the relationship between the W content and tensile specific strength of alloys 38 to 40.8.15,
The relationship between the W content and oxidation weight gain of 20.21 is shown.
第15図は本発明合金41〜43および比較例合金8,
20.21のW含有量と引張比強度との関係を示し、ま
た第16図はこれら合金41〜43.8,20.21の
W含有量と酸化増量との関係を示す。Figure 15 shows the present invention alloys 41 to 43 and comparative example alloy 8,
16 shows the relationship between the W content and the tensile specific strength of alloys 41 to 43.8 and 20.21, and FIG. 16 shows the relationship between the W content and oxidation weight gain of these alloys 41 to 43.8 and 20.21.
表■および第13〜第16図から明らかなように、本発
明合金38〜43においては、Nbの含有量を0.05
原子%以上、3原子%以下の範囲に、またWの含有量を
0.05原子%以上、4原子%以下の範囲にそれぞれ設
定することによって、Ti/l系合金の引張比強度およ
び高温耐酸化性を共に向上させることができる。As is clear from Table 1 and Figures 13 to 16, in the present invention alloys 38 to 43, the Nb content was reduced to 0.05.
By setting the W content in the range of 0.05 atomic % or more and 4 atomic % or less, the tensile specific strength and high temperature acid resistance of the Ti/L alloy can be improved. It is possible to improve both chemical properties.
比較例合金8はNbおよびWを含有せず、また比較例合
金15はNbのみを2原子%含有しさらに比較例合金2
0.21はWのみをそれぞれ1原子%、2原子%含有す
るものであるが、引張比強度および高温耐酸化性共に本
発明合金38〜43に比べて劣る。Comparative Example Alloy 8 does not contain Nb and W, and Comparative Example Alloy 15 contains only 2 atomic % of Nb, and Comparative Example Alloy 2
0.21 contains only W at 1 atomic % and 2 atomic %, respectively, but both tensile specific strength and high temperature oxidation resistance are inferior to Invention Alloys 38 to 43.
C0発明の効果
第(1)請求項記載の発明によれば、NbおよびWの含
有量を前記のように特定することによって、優れた高温
耐酸化性を具備した前記TiAl系合金を提供すること
ができ、これにより従来の表面処理法の適用を不要にし
てTiAj!系合金製部材の生産性を向上させることが
できる。Effects of the C0 Invention According to the invention described in claim (1), by specifying the contents of Nb and W as described above, it is possible to provide the TiAl alloy having excellent high temperature oxidation resistance. This makes it unnecessary to apply conventional surface treatment methods and TiAj! The productivity of alloy-based members can be improved.
第(2)請求項記載の発明によれば、NbおよびWの含
有量を前記のように特定し、また選択的に用いられるV
、C,Feの含有量を前記のように特定することによっ
て、優れた高温耐酸化性を具備すると共に高温下におい
て高い比強度を示す前記TiAj!系合金を提供するこ
とができ、これにより従来の表面処理法の適用を不要に
してTj1!系合金製部材の生産性を向上させると共に
その部材の小型、且つ軽量化を達成することができる。According to the invention described in claim (2), the contents of Nb and W are specified as described above, and the content of V
, C, and Fe as described above, the TiAj! has excellent high-temperature oxidation resistance and exhibits high specific strength at high temperatures. system alloy, thereby making it unnecessary to apply conventional surface treatment methods and Tj1! It is possible to improve the productivity of alloy-based members and to make the members smaller and lighter.
第1.第2図はAffi含有量と引張比強度および酸化
増量との関係を示すグラフ、第3.第4図はNb含有量
と引張比強度および酸化増量との関係を示すグラフ、第
5.第6図はW含有量と引張比強度および酸化増量との
関係を示すグラフ、第7゜第8図は■含有量と引張比強
度および酸化増量との関係を示すグラフ、第9.第10
図はC含有量と引張比強度および酸化増量との関係を示
すグラフ、第11図はFe含有量と伸びとの関係を示す
グラフ、第12図はFe含有量と0.2%耐力との関係
を示すグラフ、第13.第14図はNb含有量2原子%
におけるW含有量と引張比強度および酸化増量との関係
を示すグラフ、第15.第16図はNb含有量と3原子
%におけるW含有量と引張比強度および酸化増量との関
係を示すグラフである。
第2図
A2含有量
(原子%)
第1図
AIl含有量
(原子%)
第4図
Nb含有量(原子%)
第6図
W含有量
(原子%)
第3図
Nb含有量
(原子%)
第5図
W含有量
(原子%)
第8図
■含有量(原子%)
第10図
C含有量(原子%)
第7図
■含有量(原子%)
第9図
C含有量
(原子%)
第12図
Fe含有量(原子%)
第14図
W含有量(原子%)
(N b −2原子%)
第11図
Fe含有量
(原子%)
第13図
W含有量(原子%)
(N b −2原子%)
第16図
W含有量(原子%)
(N b = 3原子%)
第15図
W含有量(原子%)
(Nb=3原子%)1st. FIG. 2 is a graph showing the relationship between Affi content, tensile specific strength, and oxidation weight gain; FIG. 4 is a graph showing the relationship between Nb content, tensile specific strength, and oxidation weight gain. Fig. 6 is a graph showing the relationship between W content, tensile specific strength and oxidation weight gain; Fig. 7; Fig. 8 is a graph showing the relationship between content, tensile specific strength and oxidation weight gain; 10th
The figure is a graph showing the relationship between C content, tensile specific strength, and oxidation weight gain, Figure 11 is a graph showing the relationship between Fe content and elongation, and Figure 12 is a graph showing the relationship between Fe content and 0.2% proof stress. Graph showing the relationship, 13th. Figure 14 shows Nb content of 2 at%
Graph showing the relationship between W content, tensile specific strength, and oxidation weight gain in 15th. FIG. 16 is a graph showing the relationship between Nb content, W content, tensile specific strength, and oxidation weight gain at 3 atomic %. Figure 2 A2 content (atomic %) Figure 1 AIl content (atomic %) Figure 4 Nb content (atomic %) Figure 6 W content (atomic %) Figure 3 Nb content (atomic %) Figure 5 W content (atomic %) Figure 8 ■ Content (atomic %) Figure 10 C content (atomic %) Figure 7 ■ Content (atomic %) Figure 9 C content (atomic %) Fig. 12 Fe content (atomic %) Fig. 14 W content (atomic %) (N b -2 atomic %) Fig. 11 Fe content (atomic %) Fig. 13 W content (atomic %) (N b -2 atomic %) Figure 16 W content (atomic %) (N b = 3 atomic %) Figure 15 W content (atomic %) (Nb = 3 atomic %)
Claims (3)
.05原子%以上、4原子%以下のWと;を含有するこ
とを特徴とする高温耐酸化性金属間化合物TiAl系合
金。(1) 0.05 atomic % or more and 3 atomic % or less of Nb;
.. A high-temperature oxidation-resistant intermetallic compound TiAl-based alloy, characterized in that it contains at least 0.05 atom % and at most 4 atom % of W;
.05原子%以上、4原子%以下のWと;3.5原子%
以下のV、4.5原子%以下のCおよび1.25原子%
以下のFeから選択される少なくとも一種と;を含有す
ることを特徴とする高温耐酸化性金属間化合物TiAl
系合金。(2) 0.05 atomic % or more and 3 atomic % or less Nb;
.. 05 at% or more and 4 at% or less of W; 3.5 at%
V not more than 4.5 at%, C not more than 4.5 at% and 1.25 at%
High temperature oxidation resistant intermetallic compound TiAl characterized by containing at least one selected from the following Fe and;
system alloy.
に設定した、第(1)または第(2)項記載の高温耐酸
化性金属間化合物TiAl系合金。(3) The high-temperature oxidation-resistant intermetallic compound TiAl alloy according to item (1) or (2), wherein the Al content is set to 40 at % or more and 52 at % or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33341789A JPH03193837A (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | High temperature oxidation-resistant intermetallic compound ti-al series alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33341789A JPH03193837A (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | High temperature oxidation-resistant intermetallic compound ti-al series alloy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03193837A true JPH03193837A (en) | 1991-08-23 |
Family
ID=18265881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33341789A Pending JPH03193837A (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | High temperature oxidation-resistant intermetallic compound ti-al series alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03193837A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05200529A (en) * | 1991-08-29 | 1993-08-10 | General Electric Co <Ge> | Directional coagulation casting of aluminum titanium |
US5296056A (en) * | 1992-10-26 | 1994-03-22 | General Motors Corporation | Titanium aluminide alloys |
US5431754A (en) * | 1992-10-05 | 1995-07-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | TiAl-based intermetallic compound with excellent high temperature strength |
US5839504A (en) * | 1992-02-19 | 1998-11-24 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Precision casting titanium aluminide |
WO2014206521A1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | Audi Ag | Method for producing an impeller of an exhaust gas turbocharger and tiai alloy for an impeller |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP33341789A patent/JPH03193837A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05200529A (en) * | 1991-08-29 | 1993-08-10 | General Electric Co <Ge> | Directional coagulation casting of aluminum titanium |
US5839504A (en) * | 1992-02-19 | 1998-11-24 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Precision casting titanium aluminide |
US5431754A (en) * | 1992-10-05 | 1995-07-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | TiAl-based intermetallic compound with excellent high temperature strength |
US5296056A (en) * | 1992-10-26 | 1994-03-22 | General Motors Corporation | Titanium aluminide alloys |
WO2014206521A1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | Audi Ag | Method for producing an impeller of an exhaust gas turbocharger and tiai alloy for an impeller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3049767B2 (en) | Ti alloy with excellent heat resistance | |
JP2679109B2 (en) | Intermetallic compound TiA-based light-weight heat-resistant alloy | |
US4612165A (en) | Ductile aluminide alloys for high temperature applications | |
US5167732A (en) | Nickel aluminide base single crystal alloys | |
JP2569710B2 (en) | Ti-A1 intermetallic compound type cast alloy having room temperature toughness | |
JPH09165634A (en) | Heat resistant titanium alloy | |
JPH03193837A (en) | High temperature oxidation-resistant intermetallic compound ti-al series alloy | |
JPH0578769A (en) | Heat resistant alloy on intermetallic | |
US5284618A (en) | Niobium and titanium based alloys resistant to oxidation at high temperatures | |
JPH01272743A (en) | High tensile aluminum alloy having excellent heat resistance | |
JPH02258938A (en) | Heat-resistant material | |
JP3743019B2 (en) | Titanium aluminide for precision casting containing Fe and V | |
JPH032218B2 (en) | ||
JPH08157986A (en) | High strength and high ductility titanium alloy | |
JPH05163543A (en) | Heat-resistant titanium alloy | |
JPS60187652A (en) | High-elasticity alloy | |
JPH08157987A (en) | High strength and high ductility titanium alloy | |
JPH02258939A (en) | Heat-resistant material | |
JPS6311643A (en) | High strength aluminum alloy having superior heat resistance | |
JP3409077B2 (en) | High-temperature lightweight high-strength titanium alloy | |
JPH04343A (en) | Ni3si base heat-resistant material having good ductility | |
JPH02277736A (en) | Ti-al base heat-resistant alloy | |
JPH0633174A (en) | Intermetallic compound type heat resistant alloy excellent in creep characteristic | |
RU2070601C1 (en) | Refractory alloy on the base of nickel | |
JP2536583B2 (en) | High strength titanium alloy with excellent cold workability |