JPH04124236A - 耐酸化性に優れたTiAl系金属間化合物 - Google Patents
耐酸化性に優れたTiAl系金属間化合物Info
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- JPH04124236A JPH04124236A JP2245645A JP24564590A JPH04124236A JP H04124236 A JPH04124236 A JP H04124236A JP 2245645 A JP2245645 A JP 2245645A JP 24564590 A JP24564590 A JP 24564590A JP H04124236 A JPH04124236 A JP H04124236A
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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】
〔産業上の利用分野]
本発明は、耐酸化性に優れたT
化合物に関する。
1Aj2系金属間
〔従来の技術〕
チタニウムアルミナイド(TiAl系金属間他金属間化
合物温強度に優れた軽量材料であり、とくに内燃機関用
部品、具体的には吸・排気バルブやピストンピン等耐熱
部品への適用が期待されている。このような耐熱部品に
使用する場合、高強度の他に優れた耐酸化性が必要とな
る。
合物温強度に優れた軽量材料であり、とくに内燃機関用
部品、具体的には吸・排気バルブやピストンピン等耐熱
部品への適用が期待されている。このような耐熱部品に
使用する場合、高強度の他に優れた耐酸化性が必要とな
る。
一般にチタニウムアルミナイドの耐酸化性は十分ではな
いため、Si、Y等を添加して耐酸化性を改良すること
が試みられている(特公平1−29858号公報、特開
平1−25913号公報)。
いため、Si、Y等を添加して耐酸化性を改良すること
が試みられている(特公平1−29858号公報、特開
平1−25913号公報)。
しかしながら、他の合金元素の添加は、特定の性質の改
善をもたらす代りに、チタニウムアルミナイドの優れた
特性に影響を与えることもある。
善をもたらす代りに、チタニウムアルミナイドの優れた
特性に影響を与えることもある。
本発明は、合金元素を添加することなく、チタニウムア
ルミナイドの耐酸化性を改良することを目的とするもの
であり、チタニウムアルミナイドの金属組織と耐酸化性
との関連を検討した結果として開発されたものである。
ルミナイドの耐酸化性を改良することを目的とするもの
であり、チタニウムアルミナイドの金属組織と耐酸化性
との関連を検討した結果として開発されたものである。
〔課題を解決するための手段]
本発明に係る耐酸化性に優れたTiAf系金属間化合物
は、An!40〜50at%、残りTi、またはA42
40〜50at%、Mn0.1〜10at%、残りTi
からなり、平均結晶粒度50μ以下でTiAl相とTi
、Al2相との層状組織を含むことを構成上の特徴とす
る。
は、An!40〜50at%、残りTi、またはA42
40〜50at%、Mn0.1〜10at%、残りTi
からなり、平均結晶粒度50μ以下でTiAl相とTi
、Al2相との層状組織を含むことを構成上の特徴とす
る。
本発明のチタニウムアルミナイドの製造は、従来の溶製
法、原料としてTi粉末、Al粉末およびAl−Mn合
金粉末を用いる反応焼結法のいずれによってもよいが、
微細な結晶粒が得易い反応焼結法によることが望ましい
。
法、原料としてTi粉末、Al粉末およびAl−Mn合
金粉末を用いる反応焼結法のいずれによってもよいが、
微細な結晶粒が得易い反応焼結法によることが望ましい
。
反応焼結法によれば、結晶粒が微細になるだけでなく、
TiAj2相とTi3Af相との層状(ラメラ−)組織
からなる結晶粒とTiAl単相からなる結晶粒とが混在
する金属組織となり、−層耐酸化性が向上する。平均結
晶粒度は504以下とするのが好ましく、50屑を超え
ると十分な耐酸化性の向上がみられない。
TiAj2相とTi3Af相との層状(ラメラ−)組織
からなる結晶粒とTiAl単相からなる結晶粒とが混在
する金属組織となり、−層耐酸化性が向上する。平均結
晶粒度は504以下とするのが好ましく、50屑を超え
ると十分な耐酸化性の向上がみられない。
チタニウムアルミナイドの組成は、A140〜50at
%、(27,3〜36 wt%)、残りTi、またはA
n40〜50at%、(27,3〜36 wt%11、
Mn0.1〜10at%(0,14〜]、4.4i+t
%)、残りTlからなり、Af40at%未満ではTi
3Al!の割合が多くなって、耐酸化性が劣化し、50
at%を超えるとTiAf単相となり易く延性が損なわ
れる。
%、(27,3〜36 wt%)、残りTi、またはA
n40〜50at%、(27,3〜36 wt%11、
Mn0.1〜10at%(0,14〜]、4.4i+t
%)、残りTlからなり、Af40at%未満ではTi
3Al!の割合が多くなって、耐酸化性が劣化し、50
at%を超えるとTiAf単相となり易く延性が損なわ
れる。
Mnはチタニウムアルミナイドの強度等の優れた特性を
損わずに延性を改善する元素として知られているが(特
公昭61−215号公報)、本発明の金属組織と耐酸化
性との関係はMnを含むチタニウムアルミナイドに対し
ても有効である。この場合、Mnは延性改善の観点から
0.1〜10at%が望ましい。
損わずに延性を改善する元素として知られているが(特
公昭61−215号公報)、本発明の金属組織と耐酸化
性との関係はMnを含むチタニウムアルミナイドに対し
ても有効である。この場合、Mnは延性改善の観点から
0.1〜10at%が望ましい。
本発明によれば、微細な結晶粒の全部または1部が、T
iAffi相とT4sA#相との微細層状(ラメラ−)
!織からなり、きわめて耐酸化性の優れたものとなる。
iAffi相とT4sA#相との微細層状(ラメラ−)
!織からなり、きわめて耐酸化性の優れたものとなる。
〔実施例]
以下、本発明を実施例に基いて説明する。
実施例1、比較例1
Tj−36wt%An! (T i −50at%A1
!〕の組成になるように、Ti地金と/l地金を配合し
、アーク溶解炉で溶解した。偏析がないように4回裏表
を返して溶解し、φ30X10mmの鋳塊を得た。この
鋳塊のX線回折を行ったところ、TiAlと少量のTl
5AI!以外のものは検出されなかった。この鋳塊から
7X7X20a+mの試片を切り出し、耐酸化試験用試
片とした。平均結晶粒径は200趨であった(比較例1
)。その後、1100°C1ひずみ速度10−”/sの
高温鍛造を行い、50%の圧縮変形を加え、酸化試験用
試片とした。
!〕の組成になるように、Ti地金と/l地金を配合し
、アーク溶解炉で溶解した。偏析がないように4回裏表
を返して溶解し、φ30X10mmの鋳塊を得た。この
鋳塊のX線回折を行ったところ、TiAlと少量のTl
5AI!以外のものは検出されなかった。この鋳塊から
7X7X20a+mの試片を切り出し、耐酸化試験用試
片とした。平均結晶粒径は200趨であった(比較例1
)。その後、1100°C1ひずみ速度10−”/sの
高温鍛造を行い、50%の圧縮変形を加え、酸化試験用
試片とした。
平均結晶粒度は44趨であった(実施例1)。
これらの試片を高純度アルミするつぼに入れ、大気中で
900℃X6hrおよび24hrの処理を行ない、酸化
増量を測定した。結果を第1表に示した。
900℃X6hrおよび24hrの処理を行ない、酸化
増量を測定した。結果を第1表に示した。
実施例2
Ti 36wt%、11の組成になるようにTi粉末
(粒径74n以下)とAl粉末(粒径74!Im以下)
を混合し、192■麟φ×350■mLにCIPし、外
径205關φのAl缶に封入し、450°CX5br、
1.3X10−’Paの条件で脱気した。
(粒径74n以下)とAl粉末(粒径74!Im以下)
を混合し、192■麟φ×350■mLにCIPし、外
径205關φのAl缶に封入し、450°CX5br、
1.3X10−’Paの条件で脱気した。
Al缶ごと400 ”Cで70mmφに押出し、目的形
状に切削した後、Arガス雰囲気中、1300°CX1
.Ohrの条件でHIPを行い(HIPの昇温時にTi
+Al−+TiAlの反応が生じる)、チタニウムアル
ミナイドとした。このHIP材より、7X7X20mm
の試片を切り出し、酸化試験用試片とした。平均結晶粒
径は22nであった。
状に切削した後、Arガス雰囲気中、1300°CX1
.Ohrの条件でHIPを行い(HIPの昇温時にTi
+Al−+TiAlの反応が生じる)、チタニウムアル
ミナイドとした。このHIP材より、7X7X20mm
の試片を切り出し、酸化試験用試片とした。平均結晶粒
径は22nであった。
酸化試験方法は、実施例1と同じとした。結果を第1表
に示した。
に示した。
実施例3
Ti−33,5wt%Al 2.5wt%Mn (T
j 47.2at%A、j!−1,8at%Mn)の
組成になるようにTi粉末(粒径74n以下)とAl−
7wt%Mn合金粉末(粒径74n以下)を混合し、1
92g+nφX350smLにCIPL、 外径205
11+lφのAl缶に封入し、450°CX5hr、1
.3XLO−’Paの条件で脱気した。Ar缶ごと38
0′Cで70e+mφに押出し、目的形状に切削した後
、Arガス雰囲気中、1300”CX 10hrの条件
でHIPを行い、チタニウムアルミナイドとした。
j 47.2at%A、j!−1,8at%Mn)の
組成になるようにTi粉末(粒径74n以下)とAl−
7wt%Mn合金粉末(粒径74n以下)を混合し、1
92g+nφX350smLにCIPL、 外径205
11+lφのAl缶に封入し、450°CX5hr、1
.3XLO−’Paの条件で脱気した。Ar缶ごと38
0′Cで70e+mφに押出し、目的形状に切削した後
、Arガス雰囲気中、1300”CX 10hrの条件
でHIPを行い、チタニウムアルミナイドとした。
このHIP材より、7x7X20■錘の試片を切り出し
、酸化試験用試片とした。平均結晶粒径は18鴻であっ
た。
、酸化試験用試片とした。平均結晶粒径は18鴻であっ
た。
酸化試験方法は、実施例1と同じとした。結果を第1表
に示した。
に示した。
比較例2
比較例2として、比較例1と同じく溶解法によりTi
33.5wt%Affi =2. 5wt%Mn (
Ti −47,2at%Al−1,8at%Mn)の組
成の鋳塊を作製し、同様に試片を切り出し、酸化試験に
供した。
33.5wt%Affi =2. 5wt%Mn (
Ti −47,2at%Al−1,8at%Mn)の組
成の鋳塊を作製し、同様に試片を切り出し、酸化試験に
供した。
酸化試験または実施例1と同じとした。結果を第1表に
示した。
示した。
比較例3
実施例3で作製したTj−33,5wt%A12、 5
iit%を前記比較例1と同様の方法で溶解し2、鋳塊
とし、この鋳塊から試験片を切り出して酸化試験に供し
た。
iit%を前記比較例1と同様の方法で溶解し2、鋳塊
とし、この鋳塊から試験片を切り出して酸化試験に供し
た。
酸化試験方法は1、実施例1と同じとした。結果を第1
表に示した。
表に示した。
第1表から明らかなように、本発明による結晶粒が細か
く且つTiAA相とTi、A/!相との層状組織からな
る結晶粒を含む実施例1〜3のチタニウムアルミナイド
は、酸化増量が少なく耐酸化性が優れていることが認め
られる。特に、反応焼結法により製造されたチタニウム
アルミナイドは、結晶粒がきわめて微細で、第1図に示
すようにTiAj2相とTj3Al相との層状組織から
なる結晶粒とTiAf単相からなる結晶粒とが混在する
金属組織となり一層耐酸化性の優れたものとなる。
く且つTiAA相とTi、A/!相との層状組織からな
る結晶粒を含む実施例1〜3のチタニウムアルミナイド
は、酸化増量が少なく耐酸化性が優れていることが認め
られる。特に、反応焼結法により製造されたチタニウム
アルミナイドは、結晶粒がきわめて微細で、第1図に示
すようにTiAj2相とTj3Al相との層状組織から
なる結晶粒とTiAf単相からなる結晶粒とが混在する
金属組織となり一層耐酸化性の優れたものとなる。
以上のとおり、本発明によれば、軽量で高温強度に優れ
る等チタニウムアルミナイドの有する個有の特性を損う
ことなく、高度の耐酸化性を具有する。したがって、内
燃機関用吸・排気バルブ等に適したTiAl1金属間化
合物が提供される。
る等チタニウムアルミナイドの有する個有の特性を損う
ことなく、高度の耐酸化性を具有する。したがって、内
燃機関用吸・排気バルブ等に適したTiAl1金属間化
合物が提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は反応焼結法により製造したチタニウムアルミナ
イドの金属組織を示す顕微鏡写真である。
イドの金属組織を示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Al40〜50at%、残りTiからなり、平均結
晶粒径50μm以下でTiAl相とTi_3Al相との
層状組織を含むことを特徴とする耐酸化性に優れたTi
Al系金属間化合物。 2、Al40〜50at%、Mn0.1〜10at%、
残りTiからなる請求項1記載の耐酸化性に優れたTi
Al系金属間化合物。 3、反応焼結法により製造した請求項1又は2の耐酸化
性に優れたTiAl系金属間化合物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2245645A JPH04124236A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐酸化性に優れたTiAl系金属間化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2245645A JPH04124236A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐酸化性に優れたTiAl系金属間化合物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04124236A true JPH04124236A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17136733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2245645A Pending JPH04124236A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐酸化性に優れたTiAl系金属間化合物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04124236A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517834A (ja) * | 1991-01-17 | 1993-01-26 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 高強度高延性TiAl系金属間化合物 |
US5540792A (en) * | 1992-05-12 | 1996-07-30 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Components based on intermetallic phases of the system titanium-aluminum and process for producing such components |
US5580665A (en) * | 1992-11-09 | 1996-12-03 | Nhk Spring Co., Ltd. | Article made of TI-AL intermetallic compound, and method for fabricating the same |
US5768679A (en) * | 1992-11-09 | 1998-06-16 | Nhk Spring R & D Center Inc. | Article made of a Ti-Al intermetallic compound |
EP1127949A2 (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | TiA1 based alloy, production process therefor, and rotor blade using same |
US9632393B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-04-25 | Sony Corporation | Exposure controller, exposure control method, and image pickup apparatus |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP2245645A patent/JPH04124236A/ja active Pending
Cited By (9)
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---|---|---|---|---|
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US5701575A (en) * | 1992-11-09 | 1997-12-23 | Nhk Spring Co., Ltd. | Article made of a Ti-Al intermetallic compound, and method for fabrication of same |
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US9632393B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-04-25 | Sony Corporation | Exposure controller, exposure control method, and image pickup apparatus |
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