JPH04107234A - 高強度高靭性チタン合金 - Google Patents
高強度高靭性チタン合金Info
- Publication number
- JPH04107234A JPH04107234A JP22591490A JP22591490A JPH04107234A JP H04107234 A JPH04107234 A JP H04107234A JP 22591490 A JP22591490 A JP 22591490A JP 22591490 A JP22591490 A JP 22591490A JP H04107234 A JPH04107234 A JP H04107234A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- toughness
- titanium alloy
- alloy
- titanium 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
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 35
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 238000000365 skull melting Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (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】
り策上ｎ皿月上上
本発明は高強度高靭性チタン合金、より詳細には化学工
業、エネルギー開発分野、一般工業用構造材として用い
られる高強度高靭性チタン合金に関する。
業、エネルギー開発分野、一般工業用構造材として用い
られる高強度高靭性チタン合金に関する。
従迷ｊυ支術
現在使用されているチタン合金としては、工業用純チタ
ン及びα型、α＋Ｂ型、β型のチタン合金が知られてい
る。
ン及びα型、α＋Ｂ型、β型のチタン合金が知られてい
る。
また上記チタン合金のうち、α十β型のチタン合金とし
てはＴｉ−６ＡＱ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｇ−２３ｎ−４Ｔ
ｉ−６Ａ、ｔｏ、Ｔｉ６Ａ［−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ
、 Ｔｉ−３Ａｆｆ−２，５Ｖ、 Ｔｉ−８，Ａｆｆ−
１ｋｔｏ−ＩＶが知られでいる。
てはＴｉ−６ＡＱ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｇ−２３ｎ−４Ｔ
ｉ−６Ａ、ｔｏ、Ｔｉ６Ａ［−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ
、 Ｔｉ−３Ａｆｆ−２，５Ｖ、 Ｔｉ−８，Ａｆｆ−
１ｋｔｏ−ＩＶが知られでいる。
チタン合金にＺｒを添加したものとしては、上記したＴ
ｉＴｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６，ＴｉＴｉ−６Ａ
ｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２の他、Ｔｉ−１１，５Ｍｏ−６
Ｚｒ−４，５Ｓｎ合金等が知られているが、屓とＶとの
合金系にＺｒを添加した合金は知られていない。
ｉＴｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６，ＴｉＴｉ−６Ａ
ｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２の他、Ｔｉ−１１，５Ｍｏ−６
Ｚｒ−４，５Ｓｎ合金等が知られているが、屓とＶとの
合金系にＺｒを添加した合金は知られていない。
明が解決しようとする課題
チタン合金はチタン合金の高強度、低比重の特性を活か
し、構造材として多く用いられている。
し、構造材として多く用いられている。
ところがチタン合金は靭性が低いため、構込材として用
いた場合、亀裂に対する抵抗が不十分である。従ってチ
タン合金を構造材としで用いる場合、強度の向上のみを
主眼とするのではなく、靭性値の向上にも注意を払う必
要がある。しかしながら現在までのところ、強度を確保
しつつ靭性値を向上させたものは発明されていない。
いた場合、亀裂に対する抵抗が不十分である。従ってチ
タン合金を構造材としで用いる場合、強度の向上のみを
主眼とするのではなく、靭性値の向上にも注意を払う必
要がある。しかしながら現在までのところ、強度を確保
しつつ靭性値を向上させたものは発明されていない。
すなわち、従来知られているチタン合金の重体化時効に
よる熱処理方法を施したものでは、強度の向上は可能で
あるけれども靭性値の低下が大きく、構造材として用い
る場合には問題が残るといった課題があった。
よる熱処理方法を施したものでは、強度の向上は可能で
あるけれども靭性値の低下が大きく、構造材として用い
る場合には問題が残るといった課題があった。
本発明は上記した課題に鑑み発明されたものであって、
チタン合金の本質的な問題点である靭性の低い点を解決
し、強度及び靭性値のバランスに優れたチタン合金を提
供することを目的としている。ここで、本発明では、焼
鈍後の機械的性質のうち、室温での０２％耐力が９！Ｊ
ｇｆ／ｍｍ”以上、靭性値としては室温でのシャルピー
衝撃値で代表させ、この値が３．０ｋｇｍ７ｃｍ２以上
を有することを目標とした。
チタン合金の本質的な問題点である靭性の低い点を解決
し、強度及び靭性値のバランスに優れたチタン合金を提
供することを目的としている。ここで、本発明では、焼
鈍後の機械的性質のうち、室温での０２％耐力が９！Ｊ
ｇｆ／ｍｍ”以上、靭性値としては室温でのシャルピー
衝撃値で代表させ、この値が３．０ｋｇｍ７ｃｍ２以上
を有することを目標とした。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明に係るチタン合金は、
重量％でもって１を４．０％以上７．０％以下、■を３
０％以上５．０％以下、Ｚｒを０１％以上９０％以下の
割合で含有し、残部力５Ｔｉ及び不可避的な不純物から
なることを特徴としでいる。
重量％でもって１を４．０％以上７．０％以下、■を３
０％以上５．０％以下、Ｚｒを０１％以上９０％以下の
割合で含有し、残部力５Ｔｉ及び不可避的な不純物から
なることを特徴としでいる。
以下、本発明に係る窩強度高靭性チタン合金の成分割合
の限定理由について説明する。
の限定理由について説明する。
（１）ｕ、ｖについて
Ａεはチタン合金にとってはα相安定化元素であり、最
も一般的に用いられる添加元素である。
も一般的に用いられる添加元素である。
一方Ｖはβ相安定化元素である。これらの元素は固溶強
化の目的でチタン合金に添加されている。
化の目的でチタン合金に添加されている。
チタン合金を強化するためにはＡｇを４０％以上、また
Ｖを３．０％以上添加することが必要である。一方、Ａ
ｌの濃度が７．０％を超えるとα相中にα２と呼ばれる
金属間化合物が析出し、著しくチタン合金の脆化を引き
起こす。またＶが５０％を超えて含まれると、チタン合
金全体の強度は著しく高くなるが、靭性値は逆に大きく
低下し、目標値を満足させることはできない。
Ｖを３．０％以上添加することが必要である。一方、Ａ
ｌの濃度が７．０％を超えるとα相中にα２と呼ばれる
金属間化合物が析出し、著しくチタン合金の脆化を引き
起こす。またＶが５０％を超えて含まれると、チタン合
金全体の強度は著しく高くなるが、靭性値は逆に大きく
低下し、目標値を満足させることはできない。
（２）Ｚｒについて
Ｚｒの濃度が０１％未満であると靭性値の向上効果が表
われない６一方、９０％を超えて含有するとチタン合金
の強度は増大するが、靭性値が目標値を満たすことがで
きなくなる。
われない６一方、９０％を超えて含有するとチタン合金
の強度は増大するが、靭性値が目標値を満たすことがで
きなくなる。
（３）最後に不可避的な不純物とは、Ｆｅ、 Ｃ，Ｈｌ
ｏ、Ｎ、Ｙ等をいい、これらは通常、下記の範囲内で含
まれることが許される。
ｏ、Ｎ、Ｙ等をいい、これらは通常、下記の範囲内で含
まれることが許される。
Ｆｅ： ０．３０％以下
Ｃ： ０．１０％以下
Ｈ： ０．０１２５％以下
０ ； ０．２０％以下
Ｎ ； ０．０５％以下
Ｙ ： ０．００５％以下
作■
ａ＋β型のチタン合金にＺｒを添加すると、Ｚｒはα相
とβ相の両相に固溶するいわゆる中立型の元素となるこ
とが知られている。
とβ相の両相に固溶するいわゆる中立型の元素となるこ
とが知られている。
本発明者らはチタン合金の強靭化を図るためにチタン合
金の破壊過程を調査した結果、ａ十β型のチタン合金の
破壊はα相とβ相との結晶の界面において亀裂が進展し
ていることに基づいていることを見いだした。この場合
、破壊の主亀裂の前面に微細な亀裂が多数発生し、この
微細な亀裂が連結して破壊が進んでぃた。従って破壊の
抵抗を高めるためには微小亀裂の発生を防止することが
重要である。
金の破壊過程を調査した結果、ａ十β型のチタン合金の
破壊はα相とβ相との結晶の界面において亀裂が進展し
ていることに基づいていることを見いだした。この場合
、破壊の主亀裂の前面に微細な亀裂が多数発生し、この
微細な亀裂が連結して破壊が進んでぃた。従って破壊の
抵抗を高めるためには微小亀裂の発生を防止することが
重要である。
この微細亀裂の発生を防止するためには、主亀裂の前方
で応力を受けている領域の破壊抵抗を高めることが必要
である。このためにはａ・βの両相の強度を同時に高め
ることが必要であると考えられた。
で応力を受けている領域の破壊抵抗を高めることが必要
である。このためにはａ・βの両相の強度を同時に高め
ることが必要であると考えられた。
そこで本発明者らはＺｒがα相とβ相の両相に固溶する
いわゆる中立型の元素であることに着目し、α相とβ相
との両相の強度を向上させるためにはＺｒの添加が有効
であると考え、Ｚｒの添加を検討し、本発明を完成する
に至った。
いわゆる中立型の元素であることに着目し、α相とβ相
との両相の強度を向上させるためにはＺｒの添加が有効
であると考え、Ｚｒの添加を検討し、本発明を完成する
に至った。
１血五旦止μ凡藍判
以下、本発明に係るチタン合金の実施例および比較例に
ついて説明する。
ついて説明する。
通常の方法により、後記する第１表に示した組成のチタ
ン合金を製造した。
ン合金を製造した。
これらチタン合金の機械的性質に与える添加成分の影響
を調査する目的で、第１表に示した成分のチタン合金を
溶解して機械的性質を調査した。
を調査する目的で、第１表に示した成分のチタン合金を
溶解して機械的性質を調査した。
実験素材は各１ｋｇのインゴット（外径φ５０ｍｍｘ高
さ１１０ｍｍ）をアルゴン雰囲気下でスカル溶解により
作成した。前記インゴットを１１００°Ｃに加熱後、幅
５０ｍｍＸ厚さ３０ｍｍまでＢ域で鍛造した後、９００
℃に再加熱して幅５０ｍｍＸ厚さ７ｍｍまでａ＋β域で
熱間圧延を行った。
さ１１０ｍｍ）をアルゴン雰囲気下でスカル溶解により
作成した。前記インゴットを１１００°Ｃに加熱後、幅
５０ｍｍＸ厚さ３０ｍｍまでＢ域で鍛造した後、９００
℃に再加熱して幅５０ｍｍＸ厚さ７ｍｍまでａ＋β域で
熱間圧延を行った。
圧延後の素材は７０５°Ｃにおいて１時間加熱保持後、
室温まで空冷する熱処理を行った。
室温まで空冷する熱処理を行った。
上記熱処理後の素材より圧延長手方向（二平行部の肉厚
が３ｍｍ 、幅が６．２５ｍｍおよび標点間距離が２５
ｍｍの板状試験片を採取し、２５°ＣにおいてＡＳＴＭ
Ｅ８にしたがって引張試験を行った。また靭性値を評価
する目的で圧延長手方向に幅が５闘のＪＩＳ４号ハーフ
サイズのシャルピー衝撃試験片（■ノツチ）を採取し、
２５°Ｃにおいて試験を行った。
が３ｍｍ 、幅が６．２５ｍｍおよび標点間距離が２５
ｍｍの板状試験片を採取し、２５°ＣにおいてＡＳＴＭ
Ｅ８にしたがって引張試験を行った。また靭性値を評価
する目的で圧延長手方向に幅が５闘のＪＩＳ４号ハーフ
サイズのシャルピー衝撃試験片（■ノツチ）を採取し、
２５°Ｃにおいて試験を行った。
これらの試験結果を第１表に示す。試験結果の評価は０
．２％耐力とシャルピー衝撃値に注目しでおこない、０
２％耐力が９５． Ｏｋｇｆ／ｍｍ２以上、かつシャル
ピー値が３．０ｋｇｍ／ｃｍ２以上を達成した場合につ
いて目標を達成したものとして表１中の評価○とした。
．２％耐力とシャルピー衝撃値に注目しでおこない、０
２％耐力が９５． Ｏｋｇｆ／ｍｍ２以上、かつシャル
ピー値が３．０ｋｇｍ／ｃｍ２以上を達成した場合につ
いて目標を達成したものとして表１中の評価○とした。
第１表の結果より、本発明に係る範囲内の成分組成にお
いて、室温での強度および靭性値の両特性における目標
が、０２％耐力が９５．０ｋｇｆ／ｍｍ２以上、かつシ
ャルピー値が３．０ｋｇｍ／ｃｍ２以上と達成されてい
る。
いて、室温での強度および靭性値の両特性における目標
が、０２％耐力が９５．０ｋｇｆ／ｍｍ２以上、かつシ
ャルピー値が３．０ｋｇｍ／ｃｍ２以上と達成されてい
る。
光ＪＲΣ次里
以上の説明により明らかなように、本発明に係るチタン
合金にあっては、重量％でもってＡＱを４０％以上７０
％以下、■を３０％以上５０％以下、Ｚｒを０．１％以
上９０％以下の割合で含有し、残部がＴ１及び不可避的
な不純物からなることを特徴としているので、ａ相と３
相との両相の強度を向上させ、チタン合金の本質的な間
顕点である靭性の低い点を解決し、強度及び靭性値が共
に（ｉれたチタン合金を提供することができる。
合金にあっては、重量％でもってＡＱを４０％以上７０
％以下、■を３０％以上５０％以下、Ｚｒを０．１％以
上９０％以下の割合で含有し、残部がＴ１及び不可避的
な不純物からなることを特徴としているので、ａ相と３
相との両相の強度を向上させ、チタン合金の本質的な間
顕点である靭性の低い点を解決し、強度及び靭性値が共
に（ｉれたチタン合金を提供することができる。
特許出願人 ・ 住友金属工業株式会社代 理 人
弁理士 井内龍二第十表 機械的性罰刺己晧果 本発明範囲外
弁理士 井内龍二第十表 機械的性罰刺己晧果 本発明範囲外
Claims (1)
- （１）重量％でもってＡｌを４．０％以上７．０％以下
、Ｖを３．０％以上５．０％以下、Ｚｒを０．１％以上
９．０％以下の割合で含有し、残部がＴｉ及び不可避的
な不純物からなることを特徴とする高強度高靭性チタン
合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22591490A JPH04107234A (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 高強度高靭性チタン合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22591490A JPH04107234A (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 高強度高靭性チタン合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04107234A true JPH04107234A (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=16836866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22591490A Pending JPH04107234A (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 高強度高靭性チタン合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04107234A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1641581A1 (en) * | 2003-07-04 | 2006-04-05 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | A method and apparatus for the production of metal compounds |
| US8632724B2 (en) | 2008-04-21 | 2014-01-21 | Commonwealth Sci. and Ind. Res. Org. | Method and apparatus for forming titanium-aluminium based alloys |
| US8821612B2 (en) | 2006-03-27 | 2014-09-02 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Apparatus and methods for the production of metal compounds |
| US8834601B2 (en) | 2009-12-18 | 2014-09-16 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method for producing low aluminium titanium-aluminium alloys |
-
1990
- 1990-08-27 JP JP22591490A patent/JPH04107234A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1641581A1 (en) * | 2003-07-04 | 2006-04-05 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | A method and apparatus for the production of metal compounds |
| EP1641581A4 (en) * | 2003-07-04 | 2008-03-05 | Commw Scient Ind Res Org | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING METAL COMPOUNDS |
| US8562712B2 (en) | 2003-07-04 | 2013-10-22 | Commonwealth Sci. and Ind. Res. Org. | Method and apparatus for the production of metal compounds |
| US8821612B2 (en) | 2006-03-27 | 2014-09-02 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Apparatus and methods for the production of metal compounds |
| US8632724B2 (en) | 2008-04-21 | 2014-01-21 | Commonwealth Sci. and Ind. Res. Org. | Method and apparatus for forming titanium-aluminium based alloys |
| US9080224B2 (en) | 2008-04-21 | 2015-07-14 | Commonwealth Science And Industrial Research Organization | Method and apparatus for forming titanium-aluminium based alloys |
| US8834601B2 (en) | 2009-12-18 | 2014-09-16 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method for producing low aluminium titanium-aluminium alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2861163C (en) | Titanium alloy with improved properties | |
| JP5287062B2 (ja) | 低比重チタン合金、ゴルフクラブヘッド、及び、低比重チタン合金製部品の製造方法 | |
| JP3594272B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れた溶接用高力アルミニウム合金 | |
| JPH04103737A (ja) | 高強度高靭性チタン合金およびその製造方法 | |
| US3475166A (en) | Aluminum base alloy | |
| JP2021110042A (ja) | 靭性及び耐食性に優れる高強度アルミニウム合金押出材の製造方法 | |
| JPH05117791A (ja) | 高強度高靱性で冷間加工可能なチタン合金 | |
| JPH027386B2 (ja) | ||
| JP2010275606A (ja) | チタン合金 | |
| JPS63235454A (ja) | アルミニウムベース合金の平圧延製品の製造方法 | |
| JP3252596B2 (ja) | 高強度高靱性チタン合金の製造方法 | |
| JP4581425B2 (ja) | β型チタン合金およびβ型チタン合金製の部品 | |
| JPS61250138A (ja) | 冷間塑性加工性に優れたチタン合金 | |
| JPH04107234A (ja) | 高強度高靭性チタン合金 | |
| JP2005076098A (ja) | 高強度α−β型チタン合金 | |
| JP6536317B2 (ja) | α＋β型チタン合金板およびその製造方法 | |
| JP2009270163A (ja) | チタン合金 | |
| US3304209A (en) | Aluminum base alloy | |
| JP2006200008A (ja) | β型チタン合金およびβ型チタン合金製の部品 | |
| JP4528109B2 (ja) | 弾性率６５ＧＰａ以下の低弾性βチタン合金およびその製造方法 | |
| JP2936968B2 (ja) | 冷間加工性および溶接性に優れた高強度チタン合金 | |
| JPS62207842A (ja) | 高強度アルミニウム合金 | |
| JPH0754081A (ja) | 冷間加工性および溶接性に優れた高耐食性チタン合金 | |
| JPH04301044A (ja) | 冷間加工可能な高靱性チタン合金 | |
| JP2797914B2 (ja) | 冷間加工性および溶接性に優れた高強度チタン合金 |