JPH0472046A - チタン及びチタン合金材とその製造方法 - Google Patents
チタン及びチタン合金材とその製造方法Info
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- JPH0472046A JPH0472046A JP32162990A JP32162990A JPH0472046A JP H0472046 A JPH0472046 A JP H0472046A JP 32162990 A JP32162990 A JP 32162990A JP 32162990 A JP32162990 A JP 32162990A JP H0472046 A JPH0472046 A JP H0472046A
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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、チタン及びα型、α+β型チタン合金におい
て、破壊靭性及び疲労強度に優れた針状組織をなす製品
、また疲労強度及び加工性に優れた微細等軸組織をなす
製品を製造するために、その製品を製造するための水素
含有熱処理用素材及び、その素材の金属組織を微細な針
状マルテンサイト組織にするチタン及びチタン合金材及
びその製造方法に関するものである。
て、破壊靭性及び疲労強度に優れた針状組織をなす製品
、また疲労強度及び加工性に優れた微細等軸組織をなす
製品を製造するために、その製品を製造するための水素
含有熱処理用素材及び、その素材の金属組織を微細な針
状マルテンサイト組織にするチタン及びチタン合金材及
びその製造方法に関するものである。
なおここでいう製品とは、その状態で航空宇宙産業をは
じめ、化学及びエネルギー産業及び一般産業用に用いる
ことかできる材料で、必要に応して付加的に熱処理ある
いは加工を行なって使用されるものを指す。又、製品を
製造するための素材とは本発明の熱処理を施した材料そ
のもので実施例で述べるような後工程を経て製品となさ
れるものである。熱処理用素材とは本発明の熱処理を施
す前の材料である。
じめ、化学及びエネルギー産業及び一般産業用に用いる
ことかできる材料で、必要に応して付加的に熱処理ある
いは加工を行なって使用されるものを指す。又、製品を
製造するための素材とは本発明の熱処理を施した材料そ
のもので実施例で述べるような後工程を経て製品となさ
れるものである。熱処理用素材とは本発明の熱処理を施
す前の材料である。
(従来の技術)
チタン及びチタン合金は、比較度が高く且つ耐食性に優
れていることから、航空機用部材をはしめ多(の材料分
野で使用されており、近時その用途は更に拡大しつつあ
る。
れていることから、航空機用部材をはしめ多(の材料分
野で使用されており、近時その用途は更に拡大しつつあ
る。
チタン及びチタン合金の特性は金属組織及びその均質性
に大きく依存し、そのため例えば航空宇宙材料に関する
米国規格A M 54%7に見られるがごとく、機械的
性質のほかにも金属組織の均質性が厳重に規格化される
場合かある。
に大きく依存し、そのため例えば航空宇宙材料に関する
米国規格A M 54%7に見られるがごとく、機械的
性質のほかにも金属組織の均質性が厳重に規格化される
場合かある。
チタン及びチタン合金に於ける金属組織には針状組織と
等釉粒組織とかある。針状組織を持つ場合、例えば鋳造
品のような場合は、耐クリープ性、耐疲労亀裂進展性、
破壊靭性及び引張強度などにおいて優れた特性を有して
おり、化学及びエネルギー産業や航空宇宙材料として用
いられる。一方等軸粒組織を持つ場合は、強度と延性を
あわせ持つため航空宇宙材料をはじめ多くの用途に使用
されている。
等釉粒組織とかある。針状組織を持つ場合、例えば鋳造
品のような場合は、耐クリープ性、耐疲労亀裂進展性、
破壊靭性及び引張強度などにおいて優れた特性を有して
おり、化学及びエネルギー産業や航空宇宙材料として用
いられる。一方等軸粒組織を持つ場合は、強度と延性を
あわせ持つため航空宇宙材料をはじめ多くの用途に使用
されている。
針状組織をなす材料は、等釉粒組織をなす材料に比べて
亀裂の発生の点てやや劣るため従来多くの組織改良法か
試みられてきている(例えば米国特許448239g)
が、チタン合金の多くは焼入性が悪く、細かい針状組織
を均一に得ることは非常にむすかしかった。
亀裂の発生の点てやや劣るため従来多くの組織改良法か
試みられてきている(例えば米国特許448239g)
が、チタン合金の多くは焼入性が悪く、細かい針状組織
を均一に得ることは非常にむすかしかった。
最近、鋳造組織を改善するために水素を一時的に合金化
する方法が開示されている(例えば米国特許48203
80号明細書参照)。しかしこの方法では、(1)水素
を入れるため比較的高い780〜1020℃の温度を用
いており、(2)水素化後0.083〜0.67℃/秒
の比較的遅い冷却速度で冷却するため得られる組織か粗
く、細かい針状組織を得るという点では不充分であった
。
する方法が開示されている(例えば米国特許48203
80号明細書参照)。しかしこの方法では、(1)水素
を入れるため比較的高い780〜1020℃の温度を用
いており、(2)水素化後0.083〜0.67℃/秒
の比較的遅い冷却速度で冷却するため得られる組織か粗
く、細かい針状組織を得るという点では不充分であった
。
チタン及びチタン合金の板材、線材、棒材、管材、型材
など各種形状の製品において等釉粒組織を得るためには
、通常、熱間加工と熱処理の組み合わせによる製造法が
行なわれるが、従来の製造方法では、微細等軸粒組織を
なす製品を得ることが難しかった。即ち、商用の純チタ
ンについては、不純物成分の含有量も限られているため
、等釉粒組織は得られるものの、その均一微細化は困難
であった。又、α型、α十β型チタン合金については、
その熱間加工工程において、精度の高い製品形状を得る
ために良好な加工性を確保すること、微細等軸粒組織を
得ることの2点を両立できる適正な温度範囲か非常に狭
いという欠点がある。
など各種形状の製品において等釉粒組織を得るためには
、通常、熱間加工と熱処理の組み合わせによる製造法が
行なわれるが、従来の製造方法では、微細等軸粒組織を
なす製品を得ることが難しかった。即ち、商用の純チタ
ンについては、不純物成分の含有量も限られているため
、等釉粒組織は得られるものの、その均一微細化は困難
であった。又、α型、α十β型チタン合金については、
その熱間加工工程において、精度の高い製品形状を得る
ために良好な加工性を確保すること、微細等軸粒組織を
得ることの2点を両立できる適正な温度範囲か非常に狭
いという欠点がある。
これらの合金は、熱間加工温度のわずかな上昇によって
も結晶粒が成長し、加工後の組織が粗大粒を含む不均一
なものに成りやすい。熱間加工時に形成されたこのよう
な粗大粒を含む不均一組織は、その後の熱処理では、余
り改善されないという問題点かあった。更に、a型チタ
ン合金に於ては、熱間加工性が非常に悪いという問題か
あった。
も結晶粒が成長し、加工後の組織が粗大粒を含む不均一
なものに成りやすい。熱間加工時に形成されたこのよう
な粗大粒を含む不均一組織は、その後の熱処理では、余
り改善されないという問題点かあった。更に、a型チタ
ン合金に於ては、熱間加工性が非常に悪いという問題か
あった。
等釉粒組織をなすa+β型チクチタン合金造するための
方法としては、例えば特公昭63−4914号に開示さ
れているような、特定の狭い温度範囲内で加熱と加工を
縁り返す方法や、特公昭63−4908号公報に開示さ
れているような、熱延素材を特定範囲のβ域温度に加熱
することが提案されている。
方法としては、例えば特公昭63−4914号に開示さ
れているような、特定の狭い温度範囲内で加熱と加工を
縁り返す方法や、特公昭63−4908号公報に開示さ
れているような、熱延素材を特定範囲のβ域温度に加熱
することが提案されている。
しかし、これらの製造方法では組織の均一微細化や等釉
粒化が十分とは言い難く、又、特に、前者の場合には生
産性か悪く、製造コストも高くならざるを得ないという
問題がある。
粒化が十分とは言い難く、又、特に、前者の場合には生
産性か悪く、製造コストも高くならざるを得ないという
問題がある。
以上述べてきたようにチタン及びα型、α十β型チタン
合金材の組織を微細化するには、材料をβ域温度から急
冷する焼入処理を行なってマルテンサイト変態させ、微
細な針状組織にする手段か考えられる。
合金材の組織を微細化するには、材料をβ域温度から急
冷する焼入処理を行なってマルテンサイト変態させ、微
細な針状組織にする手段か考えられる。
しかしなから、チタン及び既存のα型、a十β型チタン
合金においては、Ms点が高く (例えばJ 182種
では約850℃、α型のTi−5A、Q−2,55nで
は約950℃、(α+β)型のTi−6A、Q−4Vで
は約850℃)、又、β変態点か高い(例えばJIS2
種では約885℃、α型のTl−5An 2.5Sn
では約1040℃、(a+β)型のT i −6AN
−4Vテハ約990℃)ノテ、焼入性か悪く、また焼入
しようとする材料の大きさによっては、材料内における
冷却速度の相違によって、組織の不均一性が拡大される
。さらに、材料の表面層と中心部における焼入の差によ
って、焼き割れか生しる恐れもある。なお、チタン及び
α型、a十β型チタン合金において、V、cr、Moな
どの置換型合金元素を添加するとMs点が低下すること
が知られているが、そのような元素を添加すると、材料
の成分組成が本来目的とするものと異なってしまう。
合金においては、Ms点が高く (例えばJ 182種
では約850℃、α型のTi−5A、Q−2,55nで
は約950℃、(α+β)型のTi−6A、Q−4Vで
は約850℃)、又、β変態点か高い(例えばJIS2
種では約885℃、α型のTl−5An 2.5Sn
では約1040℃、(a+β)型のT i −6AN
−4Vテハ約990℃)ノテ、焼入性か悪く、また焼入
しようとする材料の大きさによっては、材料内における
冷却速度の相違によって、組織の不均一性が拡大される
。さらに、材料の表面層と中心部における焼入の差によ
って、焼き割れか生しる恐れもある。なお、チタン及び
α型、a十β型チタン合金において、V、cr、Moな
どの置換型合金元素を添加するとMs点が低下すること
が知られているが、そのような元素を添加すると、材料
の成分組成が本来目的とするものと異なってしまう。
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、上述したような問題点を解消しようとするも
のであって、チタン及びα型、α+β型チタン合金にお
いて、破壊靭性及び疲労強度に優れた微細針状組織をな
す製品、あるいは疲労強度及び加工性に優れた微細等軸
粒組織をなす製品を工業的に安定して製造するために、
水素を吸蔵させたチタン及びチタン金材とその金属組織
を微細な針状マルテンサイト組織にする熱処理を行なう
チタン及びチタン合金材の製造方法を提供することを目
的とする。
のであって、チタン及びα型、α+β型チタン合金にお
いて、破壊靭性及び疲労強度に優れた微細針状組織をな
す製品、あるいは疲労強度及び加工性に優れた微細等軸
粒組織をなす製品を工業的に安定して製造するために、
水素を吸蔵させたチタン及びチタン金材とその金属組織
を微細な針状マルテンサイト組織にする熱処理を行なう
チタン及びチタン合金材の製造方法を提供することを目
的とする。
(課題を解決するための手段及び作用)本発明者は、チ
タン及びα型、α+β型チタン合金に容易に吸蔵化でき
、又容易に除去することのできる元素として水素に着目
し、種々の検討を重ねた結果以下の知見を得た。
タン及びα型、α+β型チタン合金に容易に吸蔵化でき
、又容易に除去することのできる元素として水素に着目
し、種々の検討を重ねた結果以下の知見を得た。
即ちチタン及びα型、α+β型チタン合金に水素を含有
さぜると、水素が固溶してβ変態点及びMs点か下がる
。このため、従来よりも低温での焼入が可能となるので
、微細な針状マルテンサイト組織になる。そして、焼入
性か著しく向上し、大断面材料においても中心部まで均
一な組織となり、焼き割れの恐れもない。
さぜると、水素が固溶してβ変態点及びMs点か下がる
。このため、従来よりも低温での焼入が可能となるので
、微細な針状マルテンサイト組織になる。そして、焼入
性か著しく向上し、大断面材料においても中心部まで均
一な組織となり、焼き割れの恐れもない。
このようにして水素を吸蔵させたチタン及びチタン合金
は、均一微細な金属組織をなす製品を得るのに非常に有
効な中間素材となる。
は、均一微細な金属組織をなす製品を得るのに非常に有
効な中間素材となる。
本発明は上記の知見に基づいてなされたもので、その要
旨は次のとおりである。
旨は次のとおりである。
(1) 重量%にて0.02〜2%の水素を含有させ
たチタン及びα型、a+β型チタン合金材を、β相の体
積率が80%以上となる温度領域に加熱して均一化を行
なった後、該温度から400℃以下の温度までを0.0
1℃/秒以上の冷却速度で冷却する熱処理を行なうこと
を特徴とするチタン及びチタン合金の製造方法。
たチタン及びα型、a+β型チタン合金材を、β相の体
積率が80%以上となる温度領域に加熱して均一化を行
なった後、該温度から400℃以下の温度までを0.0
1℃/秒以上の冷却速度で冷却する熱処理を行なうこと
を特徴とするチタン及びチタン合金の製造方法。
(2)上記(1)記載の熱処理を、水素を含有させる処
理の後引き続き連続的に行なうことを特徴とするチタン
及びチタン合金の製造方法。
理の後引き続き連続的に行なうことを特徴とするチタン
及びチタン合金の製造方法。
(3)重量%にて0.02〜2%の水素を含有したこと
を特徴とする熱処理用のチタン及びチタン合金素材。
を特徴とする熱処理用のチタン及びチタン合金素材。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の対象材は、JIS規格チタンなどの商用純チタ
ン、Ti−5AN −2,55nなどのα型チタン合金
、Ti−6AΩ−4Vなどのα+β型チタン合金である
。本発明において、熱処理を行なう材料としては、イン
ゴットなどの鋳造材、鍛造、分塊圧延、熱間圧延、熱間
押し出しなどを行なった熱間加工材、或いは冷間加工材
、更には粉末及び粉末のプレス成型材等を用いることが
できる。
ン、Ti−5AN −2,55nなどのα型チタン合金
、Ti−6AΩ−4Vなどのα+β型チタン合金である
。本発明において、熱処理を行なう材料としては、イン
ゴットなどの鋳造材、鍛造、分塊圧延、熱間圧延、熱間
押し出しなどを行なった熱間加工材、或いは冷間加工材
、更には粉末及び粉末のプレス成型材等を用いることが
できる。
本発明は、重量%にて0.02〜2%の水素を含有させ
た上記のインゴットなどの鋳造材、鍛造、分塊圧延、熱
間圧延、熱間押し出しなどを行なった熱間加工材、或い
は冷間加工材、更には粉末及び粉末のプレス成型材等の
材料を対象とするか、水素は素材の溶解時に添加しても
よく、又水素雰囲気中で加熱して含有させてもよく、あ
るいは電気化学的な水素チャージなどの方法などの手段
を用いてもよく、その方法及び条件は限定されるもので
はない。又、本発明における熱処理は水素を含有させる
処理に引き続いて連続的に実施してもよい。
た上記のインゴットなどの鋳造材、鍛造、分塊圧延、熱
間圧延、熱間押し出しなどを行なった熱間加工材、或い
は冷間加工材、更には粉末及び粉末のプレス成型材等の
材料を対象とするか、水素は素材の溶解時に添加しても
よく、又水素雰囲気中で加熱して含有させてもよく、あ
るいは電気化学的な水素チャージなどの方法などの手段
を用いてもよく、その方法及び条件は限定されるもので
はない。又、本発明における熱処理は水素を含有させる
処理に引き続いて連続的に実施してもよい。
例えば、比較的高温で水素を目標とする成分範囲に吸蔵
させる場合、その水素吸蔵処理温度あるいはそれ以下の
温度で引き続き連続的に本発明の熱処理を行なってもよ
い。但し、この場合目標水素含有量を超過せぬよう水素
の供給を断ってしかる後均−化を行なう。又、比較的低
温で水素を目標とする成分範囲に吸蔵させる場合、その
水素吸蔵化温度より高い温度で引き続き連続的に本発明
の熱処理を行なってもよい。但し、この場合、目標水素
含有量を超過せぬよう水素の供給を断って均一化を行な
う。
させる場合、その水素吸蔵処理温度あるいはそれ以下の
温度で引き続き連続的に本発明の熱処理を行なってもよ
い。但し、この場合目標水素含有量を超過せぬよう水素
の供給を断ってしかる後均−化を行なう。又、比較的低
温で水素を目標とする成分範囲に吸蔵させる場合、その
水素吸蔵化温度より高い温度で引き続き連続的に本発明
の熱処理を行なってもよい。但し、この場合、目標水素
含有量を超過せぬよう水素の供給を断って均一化を行な
う。
熱処理に際しては、材料中に水素か固溶化することによ
って、β単相となる温度範囲が低温側に拡大し、水素を
吸蔵しない材料よりも低温からの焼入かできる。β変態
点近くあるいはそれ以上に加熱された材料では体心立方
構造における高拡散性によって成分が均一化される。な
お、熱処理前の材料中に水素が均一に分布していない場
合でも素材の大きさや形状を考慮して温度や、加熱時間
を調整すればこの熱処理によって均一化される。
って、β単相となる温度範囲が低温側に拡大し、水素を
吸蔵しない材料よりも低温からの焼入かできる。β変態
点近くあるいはそれ以上に加熱された材料では体心立方
構造における高拡散性によって成分が均一化される。な
お、熱処理前の材料中に水素が均一に分布していない場
合でも素材の大きさや形状を考慮して温度や、加熱時間
を調整すればこの熱処理によって均一化される。
β変態点近くあるいはそれ以上の温度からの冷却時には
、微細な針状マルテンサイト組織にすることができる。
、微細な針状マルテンサイト組織にすることができる。
又熱処理前の素材中に水素が均一に分布しているにもか
かわらず組織の不均一性が認められる場合は上記の温度
領域に加熱した後、均一化のための保持を行なわずに冷
却すれば均一な組織が得られる。
かわらず組織の不均一性が認められる場合は上記の温度
領域に加熱した後、均一化のための保持を行なわずに冷
却すれば均一な組織が得られる。
このような効果が得られるには、水素吸蔵量が0.02
%以上で、かつβ相の体積率が80%以上となる温度領
域で加熱して水素の均一化処理を行なった後、該温度領
域からの冷却温度が、400℃以下の温度まで0.Ol
”C/秒以上で冷却した時である。
%以上で、かつβ相の体積率が80%以上となる温度領
域で加熱して水素の均一化処理を行なった後、該温度領
域からの冷却温度が、400℃以下の温度まで0.Ol
”C/秒以上で冷却した時である。
又、水素吸蔵量が2%を越えると材料が脆くなり、材料
取り扱い時に割れる恐れが生じる。従って、水素吸蔵量
及び冷却条件を上記のように限定した。
取り扱い時に割れる恐れが生じる。従って、水素吸蔵量
及び冷却条件を上記のように限定した。
本発明例における冷却条件は、炉冷から水冷までの広い
範囲にわたり、上記条件を外れるような特別な徐冷を行
なわないかぎり目的とする組織が得られるので、材料か
大断面のものであっても安定して全断面にわたって均一
微細な針状組織を得ることができる。
範囲にわたり、上記条件を外れるような特別な徐冷を行
なわないかぎり目的とする組織が得られるので、材料か
大断面のものであっても安定して全断面にわたって均一
微細な針状組織を得ることができる。
焼入性を向上させるに必要な適正水素量は対象材料の成
分により異なりJIS2種純チタンでは0.02%以上
、Ti−5AN −2,5Snては0.12%以上、T
i−6A1)−4Vては0.02%以上とするのか望ま
しい。
分により異なりJIS2種純チタンでは0.02%以上
、Ti−5AN −2,5Snては0.12%以上、T
i−6A1)−4Vては0.02%以上とするのか望ま
しい。
本発明は、チタン及びα型、α+β型チタン合金におい
て、破壊靭性及び疲労強度に優れた針状組織をなす製品
、また疲労強度及び加工性に優れた微細等軸組織をなす
製品を製造するために、その素材の金属組織を微細な針
状マルテンサイト組織にする熱処理を行なうこと及び該
熱処理用素材として水素を重量%にて002〜2%吸蔵
したチタン及びチタン合金であるか、針状組織をなす製
品及び微細等軸粒組織をなす製品を製造する方法は例え
ば以下に示すようなものである。
て、破壊靭性及び疲労強度に優れた針状組織をなす製品
、また疲労強度及び加工性に優れた微細等軸組織をなす
製品を製造するために、その素材の金属組織を微細な針
状マルテンサイト組織にする熱処理を行なうこと及び該
熱処理用素材として水素を重量%にて002〜2%吸蔵
したチタン及びチタン合金であるか、針状組織をなす製
品及び微細等軸粒組織をなす製品を製造する方法は例え
ば以下に示すようなものである。
(1)本発明の熱処理を行なった材料は水素を吸蔵して
いるので、そのままで使用すると脆性破壊の恐れがある
。
いるので、そのままで使用すると脆性破壊の恐れがある
。
しかし、均一微細な針状組織を保ったまま水素を除去す
れば、破壊靭性及び疲労強度に優れたチタン及びα型、
α+β型チタン合金の製品を得ることができる。本発明
の熱処理における冷却過程あるいは冷却後に、水素化物
の析出によって転位が導入される場合があるため真空加
熱時に部分的に再結晶するところもあるが、全体的には
均一微細な針状組織は保たれる。
れば、破壊靭性及び疲労強度に優れたチタン及びα型、
α+β型チタン合金の製品を得ることができる。本発明
の熱処理における冷却過程あるいは冷却後に、水素化物
の析出によって転位が導入される場合があるため真空加
熱時に部分的に再結晶するところもあるが、全体的には
均一微細な針状組織は保たれる。
従って、水素成分及び組織の不均一性の解消を目的にβ
相の体積率が80%以上となる温度領域に加熱して均一
化を行なった後、該温度域から400℃以下の温度まで
を0.01”C/秒以上の冷却速度で冷却することによ
り微細な針状組織を生成勢しめた後、該組織を保ったま
ま水素を除去する。
相の体積率が80%以上となる温度領域に加熱して均一
化を行なった後、該温度域から400℃以下の温度まで
を0.01”C/秒以上の冷却速度で冷却することによ
り微細な針状組織を生成勢しめた後、該組織を保ったま
ま水素を除去する。
なお上記の水素成分並びに金属組織を均一化するための
処理は、その前の工程としての水素を吸蔵させる処理か
、「β相の体積率が80%以上となる温度領域に加熱し
て均一化を行なった後、該温度から400℃以下の温度
までを0.01℃/秒以上の冷却速度で冷却する熱処理
」に相当する処理で終了している場合は省略してよい。
処理は、その前の工程としての水素を吸蔵させる処理か
、「β相の体積率が80%以上となる温度領域に加熱し
て均一化を行なった後、該温度から400℃以下の温度
までを0.01℃/秒以上の冷却速度で冷却する熱処理
」に相当する処理で終了している場合は省略してよい。
組織的にのみ不均一性が認められる場合は上記の均一化
のための熱処理の加熱と冷却を行なって改善するが均一
化のための加熱保持時間を短くできる。
のための熱処理の加熱と冷却を行なって改善するが均一
化のための加熱保持時間を短くできる。
なお、脱水素処理としては、再結晶温度以下の温度で真
空加熱すればよい。真空の程度は、実用上I X 10
−’torr程度であればよい。
空加熱すればよい。真空の程度は、実用上I X 10
−’torr程度であればよい。
(2)本発明の熱処理を行なった材料は水素を吸蔵して
いるので、更に時効処理によって水素化物を微細均一に
析出させて局所的に高密度の転位を発生させ再結晶時の
核生成サイトとし脱水素・再結晶焼鈍を行なって微細且
つ等軸位組織をなすチタン及びチタン合金製品を得るこ
とができる。このような製品は、疲労強度及び加工性に
優れた特性を有する。
いるので、更に時効処理によって水素化物を微細均一に
析出させて局所的に高密度の転位を発生させ再結晶時の
核生成サイトとし脱水素・再結晶焼鈍を行なって微細且
つ等軸位組織をなすチタン及びチタン合金製品を得るこ
とができる。このような製品は、疲労強度及び加工性に
優れた特性を有する。
従って、水素成分及び組織の不均一性の解消を目的にβ
相の体積率が80%以上となる温度領域に加熱して均一
化を行なった後、該温度域から400℃以下の温度まで
を0.01℃/秒以上の冷却速度で冷却することにより
微細な針状組織を生成せしめた後、更に時効処理を行な
って水素化物を微細均に析出させて局所的に高密度の転
位を発生させ再結晶時の核生成サイトとし脱水素・再結
晶焼鈍によって微細且つ等転位組織を生成させることが
できる。
相の体積率が80%以上となる温度領域に加熱して均一
化を行なった後、該温度域から400℃以下の温度まで
を0.01℃/秒以上の冷却速度で冷却することにより
微細な針状組織を生成せしめた後、更に時効処理を行な
って水素化物を微細均に析出させて局所的に高密度の転
位を発生させ再結晶時の核生成サイトとし脱水素・再結
晶焼鈍によって微細且つ等転位組織を生成させることが
できる。
なお」二記の水素成分並びに金属組織を均一化するだめ
の処理は、その前の工程としての水素を吸蔵させる処理
か、[β相の体積率か80%以上となる温度領域に加熱
して均一化を行なった後、該温度から400℃以下の温
度までを0.01℃/秒以上の冷却速度で冷却する熱処
理」に相当する処理で終了している場合は省略してよい
。
の処理は、その前の工程としての水素を吸蔵させる処理
か、[β相の体積率か80%以上となる温度領域に加熱
して均一化を行なった後、該温度から400℃以下の温
度までを0.01℃/秒以上の冷却速度で冷却する熱処
理」に相当する処理で終了している場合は省略してよい
。
組織的にのみ不均一性が認められる場合は上記の均一化
のための熱処理の加熱と冷却を行なって改善するが均一
化のための加熱保持時間を短くできる。
のための熱処理の加熱と冷却を行なって改善するが均一
化のための加熱保持時間を短くできる。
なお、時効処理条件としては、室温以上530℃以下の
温度で1分以上行なうのが望ましい。
温度で1分以上行なうのが望ましい。
なお、脱水素処理としては、時効処理によって導入され
た転位を再結晶させて微細な組織とするのであるからで
きるだけ低温で行なうことが望ましい、通常、温度は5
00℃以上900℃以下、例えば700℃で1時間程度
真空加熱すればよい。真空の程度は、実用上I X 1
O−4torr程度であればよい。
た転位を再結晶させて微細な組織とするのであるからで
きるだけ低温で行なうことが望ましい、通常、温度は5
00℃以上900℃以下、例えば700℃で1時間程度
真空加熱すればよい。真空の程度は、実用上I X 1
O−4torr程度であればよい。
(3)本発明の熱処理を行なった材料は、均一微細な組
織をしているので、水素を含有した状態でも熱間加工性
に優れている。又、このように水素を吸蔵すると、β相
の安定領域が低温まで広がる結果、これを熱間加工する
とき、水素を吸蔵する前と比較してより低温のα+β二
相温度域で加工できるので、粒成長か抑制されると同時
に、多量の加工に依る転位を導入できるため、従来より
も微細な加工組織となる。あるいは更に熱間加工後に時
効処理を行ない、吸蔵させた水素を時効処理によって水
素化物として熱間加工組織上に微細且つ均一に析出させ
て局所的に高密度の転位を発生させ再結晶時の核生成サ
イトとし、続いて真空中で再結晶焼鈍を行なって均一微
細な等転位組織をなすチタン及びチタン合金製品を得る
ことができる。このような製品は、疲労強度及び加工性
に優れた特性を有する。
織をしているので、水素を含有した状態でも熱間加工性
に優れている。又、このように水素を吸蔵すると、β相
の安定領域が低温まで広がる結果、これを熱間加工する
とき、水素を吸蔵する前と比較してより低温のα+β二
相温度域で加工できるので、粒成長か抑制されると同時
に、多量の加工に依る転位を導入できるため、従来より
も微細な加工組織となる。あるいは更に熱間加工後に時
効処理を行ない、吸蔵させた水素を時効処理によって水
素化物として熱間加工組織上に微細且つ均一に析出させ
て局所的に高密度の転位を発生させ再結晶時の核生成サ
イトとし、続いて真空中で再結晶焼鈍を行なって均一微
細な等転位組織をなすチタン及びチタン合金製品を得る
ことができる。このような製品は、疲労強度及び加工性
に優れた特性を有する。
従って、水素成分及び組織の不均一性の解消を目的にβ
相の体積率が80%以上となる温度領域に加熱して均一
化を行なった後、該温度域から400℃以下の温度まで
を0,01℃/秒以上の冷却速度で冷却することにより
微細な針状組織を生成せしめた後、水素を吸蔵する前と
比較してより低温域で熱間加工して大量の加工による転
位を導入し最後に脱水素・再結晶を行なって微細且つ等
転位組織を生成させることかできる。この場合、熱間加
工温度は水素吸蔵化材のβ変態温度未満の方が再結晶核
としての転位を効率的にに導入できるが、加工温度が低
すぎると加工材の割れを引き起こす恐れが増加するので
450℃以上で行なうことが必要である。熱間加工度を
高くできる場合はβ変態温度以上で行なってもよい。通
常、熱間加工率は20%以上とするのが望ましい。
相の体積率が80%以上となる温度領域に加熱して均一
化を行なった後、該温度域から400℃以下の温度まで
を0,01℃/秒以上の冷却速度で冷却することにより
微細な針状組織を生成せしめた後、水素を吸蔵する前と
比較してより低温域で熱間加工して大量の加工による転
位を導入し最後に脱水素・再結晶を行なって微細且つ等
転位組織を生成させることかできる。この場合、熱間加
工温度は水素吸蔵化材のβ変態温度未満の方が再結晶核
としての転位を効率的にに導入できるが、加工温度が低
すぎると加工材の割れを引き起こす恐れが増加するので
450℃以上で行なうことが必要である。熱間加工度を
高くできる場合はβ変態温度以上で行なってもよい。通
常、熱間加工率は20%以上とするのが望ましい。
なお上記の水素成分並びに金属組織を均一化するための
処理は、その前の工程としての水素を吸蔵させる処理が
、「β相の体積率か80%以上となる温度領域に加熱し
て均一化を行なった後、該温度から400℃以下の温度
までを0.01”C/秒以上の冷却速度で冷却する熱処
理」に相当する処理で終了している場合は省略してよい
。
処理は、その前の工程としての水素を吸蔵させる処理が
、「β相の体積率か80%以上となる温度領域に加熱し
て均一化を行なった後、該温度から400℃以下の温度
までを0.01”C/秒以上の冷却速度で冷却する熱処
理」に相当する処理で終了している場合は省略してよい
。
組織的にのみ不均一性が認められる場合は上記の均一化
のための熱処理の加熱と冷却を行なって改善するか均一
化のだめの加熱保持時間を短くできる。
のための熱処理の加熱と冷却を行なって改善するか均一
化のだめの加熱保持時間を短くできる。
なお、時効処理を行なう場合は、室温以上530℃以下
の温度で1分以上の時効処理を行なうのか望ましい。
の温度で1分以上の時効処理を行なうのか望ましい。
なお、脱水素処理としては、熱間加工あるいは時効処理
あるいはこれら両者の処理によって導入された転位組織
を再結晶させて微細な組織とするのであるからできるだ
け低温で行なうことが望ましい。通常、温度は500℃
以上900℃以下、例えば700℃で1時間程度真空加
熱すればよい。真空の程度は、実用上I X 10−’
torr程度であればよい。
あるいはこれら両者の処理によって導入された転位組織
を再結晶させて微細な組織とするのであるからできるだ
け低温で行なうことが望ましい。通常、温度は500℃
以上900℃以下、例えば700℃で1時間程度真空加
熱すればよい。真空の程度は、実用上I X 10−’
torr程度であればよい。
(実施例1)
本発明例としてα+β型チタン合金Ti −6An)−
4Vのインゴット(直径50特徴m、長さ50特徴m)
を水素を含む雰囲気にて750℃で1時間加熱し、重量
%て0.2%の水素を吸蔵させた。これに引き続き、連
続してβ変態点以上の860℃(β相体積率100%)
で1時間加熱し均一化を行なった後、25℃まで200
℃/秒(水冷)、2℃/秒(空冷)及び0,03℃/秒
(炉冷)の条件で冷却し、その後空冷した。
4Vのインゴット(直径50特徴m、長さ50特徴m)
を水素を含む雰囲気にて750℃で1時間加熱し、重量
%て0.2%の水素を吸蔵させた。これに引き続き、連
続してβ変態点以上の860℃(β相体積率100%)
で1時間加熱し均一化を行なった後、25℃まで200
℃/秒(水冷)、2℃/秒(空冷)及び0,03℃/秒
(炉冷)の条件で冷却し、その後空冷した。
また、比較例として、本発明例と同一成分、同一サイズ
の材料を、水素を吸蔵させずに、β変態点以上の105
0℃で1時間加熱し均一化を行なった後、本発明例と同
一の条件で冷却した。
の材料を、水素を吸蔵させずに、β変態点以上の105
0℃で1時間加熱し均一化を行なった後、本発明例と同
一の条件で冷却した。
得られた各材料の中心部の金属組織を、500倍の顕微
鏡写真で示す。第1図は本発明例、第2図は比較例であ
る。本発明例では、いずれの冷却条件の場合でも、材料
の表面層から中心部まで、このような針状のマルテンサ
イト組織を呈している。
鏡写真で示す。第1図は本発明例、第2図は比較例であ
る。本発明例では、いずれの冷却条件の場合でも、材料
の表面層から中心部まで、このような針状のマルテンサ
イト組織を呈している。
冷却速度の低下と共にマルテンサイトの幅がやや太くな
るものの針状組織は維持されており、均微細な針状マル
テンサイト組織が得られている。
るものの針状組織は維持されており、均微細な針状マル
テンサイト組織が得られている。
これに対して、比較例では、水冷の場合のみ針状マルテ
ンサイト組織を呈している。空冷の場合は、拡散型変態
によって元のβ粒界から生成した粒界α相か認められ、
また個々のα粒も肥大化し曲折している。炉冷の場合は
、拡散型変態により粗いラメラ−状組織になっている。
ンサイト組織を呈している。空冷の場合は、拡散型変態
によって元のβ粒界から生成した粒界α相か認められ、
また個々のα粒も肥大化し曲折している。炉冷の場合は
、拡散型変態により粗いラメラ−状組織になっている。
本発明例について、I X 10−’torrの真空中
700℃で1時間加熱し室温まで冷却した結果、組織は
第1図に示したものとほとんど変化せず、破壊靭性及び
疲労強度に優れたα+β型チタン合金製品が得られた。
700℃で1時間加熱し室温まで冷却した結果、組織は
第1図に示したものとほとんど変化せず、破壊靭性及び
疲労強度に優れたα+β型チタン合金製品が得られた。
例えば空冷材についてはlXl0’回での疲労強度は本
発明例で75kg/II+jであるのに対し比較例では
55kg/−であった。
発明例で75kg/II+jであるのに対し比較例では
55kg/−であった。
又、水素を重量%て0 、2%を吸蔵するTl−6An
)−4Vインゴツトを860℃で均−化後、当該温度か
ら室温まで極端な徐冷却(o、oos℃/秒)を受けた
ためにかなり太いラメラ−組織を呈しているもの、及び
これを更に本発明例と同じ860℃に加熱し直ちに空冷
し組織を微細な針状組織に改善したものを用意した。両
者を引き続き上記と同じ条件で脱水素処理を行なった。
)−4Vインゴツトを860℃で均−化後、当該温度か
ら室温まで極端な徐冷却(o、oos℃/秒)を受けた
ためにかなり太いラメラ−組織を呈しているもの、及び
これを更に本発明例と同じ860℃に加熱し直ちに空冷
し組織を微細な針状組織に改善したものを用意した。両
者を引き続き上記と同じ条件で脱水素処理を行なった。
その結果、均一化処理により組織を微細な針状組織とし
たものでは組織的にも機械的性質に関しても前述の例と
同様の特性が得られたが、組織の改善を行なわなかった
場合は太いラメラ−組織が残存した。
たものでは組織的にも機械的性質に関しても前述の例と
同様の特性が得られたが、組織の改善を行なわなかった
場合は太いラメラ−組織が残存した。
(実施例2)
本発明例としてα+β型チタン合金Ti −6Al−4
Vのインゴット(直径50011111.長さ500龍
)を水素を含む雰囲気にて750℃で1時間加熱し、重
量%で0,2%の水素を吸蔵させた。更にこのインゴッ
トをβ変態点以上の880℃で1時間加熱し均一化を行
なった後空冷した。
Vのインゴット(直径50011111.長さ500龍
)を水素を含む雰囲気にて750℃で1時間加熱し、重
量%で0,2%の水素を吸蔵させた。更にこのインゴッ
トをβ変態点以上の880℃で1時間加熱し均一化を行
なった後空冷した。
I X 10’−’torrの真空中700℃で1時間
加熱し室温まで冷却した結果、組織は実施例1の発明例
に相当する破壊靭性及び疲労強度に優れたα+β型チタ
ン合金製品か得られた。
加熱し室温まで冷却した結果、組織は実施例1の発明例
に相当する破壊靭性及び疲労強度に優れたα+β型チタ
ン合金製品か得られた。
また、比較例として本発明例と同様の処理を行なって重
量%て0.2%の水素を吸蔵させた同サイズ(7)Ti
−6All−4V(7)インゴットを860℃で1時間
加熱し均一化を行なった後、当該温度がら空冷し、50
0”Cて冷却を中止し当該温度で1時間の保持を行ない
、その後再び室温まで空冷した場合は、微細なマルテン
サイト組織が生成せず脱水素焼鈍後もかなり太いラメラ
−組織を含む不均一な組織となった。
量%て0.2%の水素を吸蔵させた同サイズ(7)Ti
−6All−4V(7)インゴットを860℃で1時間
加熱し均一化を行なった後、当該温度がら空冷し、50
0”Cて冷却を中止し当該温度で1時間の保持を行ない
、その後再び室温まで空冷した場合は、微細なマルテン
サイト組織が生成せず脱水素焼鈍後もかなり太いラメラ
−組織を含む不均一な組織となった。
(実施例3)
第1表に示すように水素含有雰囲気中で素材を加熱し水
素を吸蔵させた純チタン、α型チタン合金、Tj 5
A#−2,5Sn、α+β型チタン合金、Tj−6,6
47−4V及びTj−6A(1−2Sn−4Zr−2M
oの鍛造ビットを種々の温度で1時間加熱し空冷後、更
に500℃で8時間特効処理した後、真空中で700℃
で5時間焼鈍し水素を除去した。
素を吸蔵させた純チタン、α型チタン合金、Tj 5
A#−2,5Sn、α+β型チタン合金、Tj−6,6
47−4V及びTj−6A(1−2Sn−4Zr−2M
oの鍛造ビットを種々の温度で1時間加熱し空冷後、更
に500℃で8時間特効処理した後、真空中で700℃
で5時間焼鈍し水素を除去した。
本発明例の場合には全てにおいで結晶粒径が2〜7μs
の微細等軸転か得られた。しかし、比較例1,4.5の
場合は吸蔵された水素量が多いため、水素吸蔵処理後の
取り扱い時に割れが生じその後の実験を断念した。比較
例2,3,6.7の場合は吸蔵された水素量が少ないた
め、最終的に得られた結晶粒径はlO〜20即となり微
細な組織は得られなかった。比較例8の場合は均一化処
理をβ相の体積率か75%となるように850℃で行な
ったため冷却後の組織の均一性か損なわれる。その結果
として脱水素後も部分的に粗大な組織か残留した。
の微細等軸転か得られた。しかし、比較例1,4.5の
場合は吸蔵された水素量が多いため、水素吸蔵処理後の
取り扱い時に割れが生じその後の実験を断念した。比較
例2,3,6.7の場合は吸蔵された水素量が少ないた
め、最終的に得られた結晶粒径はlO〜20即となり微
細な組織は得られなかった。比較例8の場合は均一化処
理をβ相の体積率か75%となるように850℃で行な
ったため冷却後の組織の均一性か損なわれる。その結果
として脱水素後も部分的に粗大な組織か残留した。
なお、実施例1て述べたと同じように、この場合も水素
吸蔵処理か、「β相の体積率か80%以上となる温度領
域に加熱して均一化を行なった後、該温度から400℃
以上の温度までを6,01℃/秒以上の冷却速度で冷却
する熱処理」に相当する処理で終了している場合は、成
分あるいは組織の均一化のための熱処理は省略しても最
終的に得られる製品の特性には差かないことを確認した
。
吸蔵処理か、「β相の体積率か80%以上となる温度領
域に加熱して均一化を行なった後、該温度から400℃
以上の温度までを6,01℃/秒以上の冷却速度で冷却
する熱処理」に相当する処理で終了している場合は、成
分あるいは組織の均一化のための熱処理は省略しても最
終的に得られる製品の特性には差かないことを確認した
。
(実施例4)
本発明例として、予め0.5重量%の水素を吸蔵したa
十β型チタン合金Ti −6/l −4Vのインゴフト
を鍛造して厚さ12特徴m、幅1000+am、長さ4
00關のスラブとし、β変態点以上の850℃で1時間
加熱した後、室温まで2℃/秒(空冷)の冷却速度で冷
却した。。又比較例として、本発明例と同一成分、同一
サイズのスラブで水素を含有させないものを、β変態点
以上の1050℃で1時間加熱した後、本発明例と同一
の条件で冷却した。
十β型チタン合金Ti −6/l −4Vのインゴフト
を鍛造して厚さ12特徴m、幅1000+am、長さ4
00關のスラブとし、β変態点以上の850℃で1時間
加熱した後、室温まで2℃/秒(空冷)の冷却速度で冷
却した。。又比較例として、本発明例と同一成分、同一
サイズのスラブで水素を含有させないものを、β変態点
以上の1050℃で1時間加熱した後、本発明例と同一
の条件で冷却した。
本発明例で得られたスラブを750℃に加熱し、圧延率
80%の熱間圧延を行ない、室温まで冷却した後、I
X 10−’torrの真空中700℃で1時間加熱し
て再結晶させると共に脱水素処理を行ない、室温まで冷
却した。又、比較例で得られたスラブを950℃に加熱
し、圧延率80%の熱間圧延を行ない、室温まで冷却し
た後、850℃で1時間加熱して再結晶させ、室温まで
冷却した。
80%の熱間圧延を行ない、室温まで冷却した後、I
X 10−’torrの真空中700℃で1時間加熱し
て再結晶させると共に脱水素処理を行ない、室温まで冷
却した。又、比較例で得られたスラブを950℃に加熱
し、圧延率80%の熱間圧延を行ない、室温まで冷却し
た後、850℃で1時間加熱して再結晶させ、室温まで
冷却した。
得られた各板の中心部の金属組織を、500倍の顕微鏡
組織で示す。第3図は本発明例により得られl:もので
、均一微細な等軸位組織をなしている。
組織で示す。第3図は本発明例により得られl:もので
、均一微細な等軸位組織をなしている。
第4図は比較例により得られたもので、熱延素材に存在
した粗いラメラ−組織か圧延方向に引き伸ばされた組織
をなしている。
した粗いラメラ−組織か圧延方向に引き伸ばされた組織
をなしている。
本発明例により得られた板は、比較例により得られた板
に比較して機械的性質に優れ、加工性にも優れたもので
あった。
に比較して機械的性質に優れ、加工性にも優れたもので
あった。
例えば本発明例によれば得らえた板の衝撃値は5.2k
gm/c4であったか比較例の場合は2.9kg m
/ cdであった。純チタン及びα型チタン合金につい
ても同様の効果か認められた。
gm/c4であったか比較例の場合は2.9kg m
/ cdであった。純チタン及びα型チタン合金につい
ても同様の効果か認められた。
なお、実施例1て述べたと同しように、水素吸蔵処理か
、「β相の体積率か80%以上となる温度領域に加熱し
て均一化を行なった後、該温度から400℃以下の温度
までを0.01℃/秒以上の冷却速度で冷却する熱処理
」に相当する処理で終了している場合は、成分あるいは
組織の均一化のための熱処理は省略しても最終的に得ら
れる製品の特性には差かないことを確認した。
、「β相の体積率か80%以上となる温度領域に加熱し
て均一化を行なった後、該温度から400℃以下の温度
までを0.01℃/秒以上の冷却速度で冷却する熱処理
」に相当する処理で終了している場合は、成分あるいは
組織の均一化のための熱処理は省略しても最終的に得ら
れる製品の特性には差かないことを確認した。
(実施例5)
本発明例として0.4νt%の水素を吸蔵させたα十β
型チタン合金Tt−6Aρ−4Vの鍛造スラブ(厚さ1
0特徴m、幅100特徴m、長さ300特徴mを、β変
態点以上の850℃で1時間加熱した後、室温まで3℃
/秒(空冷)の冷却速度で冷却した。又比較例として、
本発明例と同一成分、同一サイズのスラブで水素を含有
させないものを、β変態点以上の1050℃で1時間加
熱した後、本発明例と同一の条件で冷却した。
型チタン合金Tt−6Aρ−4Vの鍛造スラブ(厚さ1
0特徴m、幅100特徴m、長さ300特徴mを、β変
態点以上の850℃で1時間加熱した後、室温まで3℃
/秒(空冷)の冷却速度で冷却した。又比較例として、
本発明例と同一成分、同一サイズのスラブで水素を含有
させないものを、β変態点以上の1050℃で1時間加
熱した後、本発明例と同一の条件で冷却した。
本発明例で得られtニスラブをβ変態温度未満の750
℃に加熱し、圧延率80%の熱間圧延を行ない、室温ま
で冷却した後、500℃で8時間の時効処理を行なった
。更に、I X 10−’torrの真空中700℃で
]時間加熱して再結晶させると共に脱水素処理を行ない
、室温まで冷却した。又、比較例としてスラブを950
℃に加熱し、圧延率80%の熱間圧延を行ない室温まで
冷却した後、同一の時効処理を行なった後、850℃で
1時間加熱して再結晶させ、室温まで冷却した。
℃に加熱し、圧延率80%の熱間圧延を行ない、室温ま
で冷却した後、500℃で8時間の時効処理を行なった
。更に、I X 10−’torrの真空中700℃で
]時間加熱して再結晶させると共に脱水素処理を行ない
、室温まで冷却した。又、比較例としてスラブを950
℃に加熱し、圧延率80%の熱間圧延を行ない室温まで
冷却した後、同一の時効処理を行なった後、850℃で
1時間加熱して再結晶させ、室温まで冷却した。
得られた各板の中心部の金属組織を、500倍の顕微鏡
組織で示す。第5図は本発明例により得られたもので、
均一微細な等軸位組織をなしている。
組織で示す。第5図は本発明例により得られたもので、
均一微細な等軸位組織をなしている。
第6図は比較例により得られたもので、熱延素材に存在
した粗いラメラ−組織が圧延方向に引き伸ばされた組織
をなしている。
した粗いラメラ−組織が圧延方向に引き伸ばされた組織
をなしている。
本発明例により得られた板は、比較例により得られた板
に比較して機械的性質に優れ、加工性にも優れたもので
あった。
に比較して機械的性質に優れ、加工性にも優れたもので
あった。
例えば本発明例によれば得らえた板の衝撃値は6 kg
m / cdであったが比較例の場合は3 kg m
/ ciであった。純チタン及びa型チタン合金につ
いても同様の効果が認められた。
m / cdであったが比較例の場合は3 kg m
/ ciであった。純チタン及びa型チタン合金につ
いても同様の効果が認められた。
なお、実施例1で述べたと同じように、この場合も水素
吸蔵処理が、「β相の体積率が80%以上となる温度領
域に加熱して均一化を行なった後、該温度から400℃
以下の温度までを0,01℃/秒以上の冷却速度で冷却
する熱処理」に相当する処理で終了している場合は、成
分あるいは組織の均一化のための熱処理は省略しても最
終的に得られる製品の特性には差かないことを確認した
。
吸蔵処理が、「β相の体積率が80%以上となる温度領
域に加熱して均一化を行なった後、該温度から400℃
以下の温度までを0,01℃/秒以上の冷却速度で冷却
する熱処理」に相当する処理で終了している場合は、成
分あるいは組織の均一化のための熱処理は省略しても最
終的に得られる製品の特性には差かないことを確認した
。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明による水素を重量%にて0
.02〜2%吸蔵するチタン及びα型、a+β型チタン
合金を素材として(1)必要に応じて本発明の均一化処
理を行ない、脱水素焼鈍する。或いはり2)必要に応じ
て本発明の均一化処理を行なった後、時効処理或いは熱
間加工あるいは熱間加工と時効処理の両方を行なった後
脱水素・再結晶焼鈍を行なうことで、 (1)均一微細
な針状組織を呈する破壊靭性及び疲労強度に優れた工業
用純チタン、α型及びα+β型チタン合金製品または(
2)疲労強度及び加工性に優れた微細等軸粒組織を有す
る工業用純チタン、α型及びα+β型合金製品にするこ
とができ、その工業的な効果は極めて大きい。
.02〜2%吸蔵するチタン及びα型、a+β型チタン
合金を素材として(1)必要に応じて本発明の均一化処
理を行ない、脱水素焼鈍する。或いはり2)必要に応じ
て本発明の均一化処理を行なった後、時効処理或いは熱
間加工あるいは熱間加工と時効処理の両方を行なった後
脱水素・再結晶焼鈍を行なうことで、 (1)均一微細
な針状組織を呈する破壊靭性及び疲労強度に優れた工業
用純チタン、α型及びα+β型チタン合金製品または(
2)疲労強度及び加工性に優れた微細等軸粒組織を有す
る工業用純チタン、α型及びα+β型合金製品にするこ
とができ、その工業的な効果は極めて大きい。
第1図(a)は実施例2の本発明例(水冷)により得ら
れた金属組織(均一微細な針状マルテンサイト組織)を
示す写真、第1図(b)は実施例2の本発明例(空冷)
により得られた金属組織(均一微細な針状マルテンサイ
ト組織)を示す写真、第1図(C)は実施例2の本発明
例(炉冷)により得られた金属組織(均一微細な針状マ
ルテンサイト組織)を示す写真、第2図(a)は実施例
2の本発明例(水冷)により得られた金属組織(均一微
細な針状マルテンサイト組織)を示す写真、第2図(b
)は実施例2の比較例(空冷)により得られた金属組織
(粒界α相組織)を示す写真、第2図(c)は実施例2
の比較例(炉冷)により得られた金属組織(粗ラメラー
組織)を示す写真、第3図は実施例4の本発明例により
得られた金属組織(均一微細な等軸転mta)を示す写
真、第4図は実施例4の比較例により得られた金属組織
(粗いラメラ−組織が圧延方向に引き延ばされた組織)
を示す写真、第5図は実施例5の本発明例により得られ
た金属組織(均一微細な等釉粒組織)を示す写真、第6
図は実施例5の比較例により得られた金属組織(粗いラ
メラ−組織が圧延方向に引き延ばされた組織)を示す写
真である。 (al 第11 (bl X/基? 第2 (l〕 20++z
れた金属組織(均一微細な針状マルテンサイト組織)を
示す写真、第1図(b)は実施例2の本発明例(空冷)
により得られた金属組織(均一微細な針状マルテンサイ
ト組織)を示す写真、第1図(C)は実施例2の本発明
例(炉冷)により得られた金属組織(均一微細な針状マ
ルテンサイト組織)を示す写真、第2図(a)は実施例
2の本発明例(水冷)により得られた金属組織(均一微
細な針状マルテンサイト組織)を示す写真、第2図(b
)は実施例2の比較例(空冷)により得られた金属組織
(粒界α相組織)を示す写真、第2図(c)は実施例2
の比較例(炉冷)により得られた金属組織(粗ラメラー
組織)を示す写真、第3図は実施例4の本発明例により
得られた金属組織(均一微細な等軸転mta)を示す写
真、第4図は実施例4の比較例により得られた金属組織
(粗いラメラ−組織が圧延方向に引き延ばされた組織)
を示す写真、第5図は実施例5の本発明例により得られ
た金属組織(均一微細な等釉粒組織)を示す写真、第6
図は実施例5の比較例により得られた金属組織(粗いラ
メラ−組織が圧延方向に引き延ばされた組織)を示す写
真である。 (al 第11 (bl X/基? 第2 (l〕 20++z
Claims (3)
- (1)重量%にて0.02〜2%の水素を含有させたチ
タン及びα型、a+β型チタン合金材を、β相の体積率
が80%以上となる温度領域に加熱して均一化を行なっ
た後、該温度から400℃以下の温度までを0.01℃
/秒以上の冷却速度で冷却する熱処理を行なうことを特
徴とするチタン及びチタン合金の製造方法。 - (2)請求項(1)記載の熱処理を、水素を含有させる
処理の後引き続き連続的に行なうことを特徴とするチタ
ン及びチタン合金の製造方法。 - (3)重量%にて0.02〜2%の水素を含有したこと
を特徴とするチタン及びチタン合金素材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32162990A JPH0472046A (ja) | 1989-11-28 | 1990-11-26 | チタン及びチタン合金材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-306671 | 1989-11-28 | ||
JP30667189 | 1989-11-28 | ||
JP32162990A JPH0472046A (ja) | 1989-11-28 | 1990-11-26 | チタン及びチタン合金材とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0472046A true JPH0472046A (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=26564818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32162990A Pending JPH0472046A (ja) | 1989-11-28 | 1990-11-26 | チタン及びチタン合金材とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0472046A (ja) |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP32162990A patent/JPH0472046A/ja active Pending
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