JPH05200529A - アルミニウム化チタンの方向性凝固鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 γ−アルミニウム化チタン合金の方向性凝固
鋳造をセラミック製の鋳型内で行なうに際し、合金の脆
性の原因となる格子間不純物である酸素の該γ−アルミ
ニウム化チタン合金への取り込みを減少せしめる。 【構成】 上記方向性凝固鋳造を浮遊帯域法(floating
zone method)で行ない、鋳型(2,4) の少なくとも内面を
カルシア(calcia)で形成すると共に、γ−アルミニウム
化合金中への酸素の取り込みを低減するに有効な量のニ
オブ、タンタル、タングステン及びモリブデンより成る
群の中から選択された金属を、γ−アルミニウム化チタ
ン合金に含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム化チタン
合金の方向性凝固鋳造を行うための方法に関するもので
ある。ほとんどの金属鋳造品は等方性応力場に暴露され
るような部品として製造されるが、鋳造品から成る部品
に加わる応力が主として単一の軸線に沿った一方向性の
ものであるような用途も存在する。たとえば、ガスター
ビンエンジン用の羽根はそれの主軸に沿った大きい応力
および高い温度に暴露される。高温下においては結晶粒
界の方が結晶粒よりも弱いから、主応力軸に平行となる
ように結晶粒を整列させて性質に対する結晶粒界の影響
を最小にすれば性質の改善が得られる。主応力軸に沿っ
た柱状組織を成すように結晶粒を整列させて性質を向上
させるための鋳造方法は既に開発されている。かかる方
法の一例が方向性凝固法である。この方法においては、
専用の炉が使用されると共に、通常のインベストメント
鋳造法の場合とは全く異なる構造の鋳型が使用される。

【０００２】柱状の結晶組織においては、一次樹枝状結
晶は整列しており、また結晶粒界も整列している。方向
性凝固組織を得るためには、樹枝状結晶を鋳造品の一端
から他端に向かって成長させることが必要である。その
ためには、大部分の熱を鋳造品の一端から除去すればよ
い。たとえば、合金の液相線温度と固相線温度との間の
温度帯域内において強制的な温度勾配が形成され、そし
てかかる温度勾配が樹枝状結晶を着実に成長させるよう
な速度で鋳造品の一端から他端に向かって移動させられ
る。熱の流れを制御するための有効な方法は、薄い耐火
性側壁および下端に配置された（通例は水冷式の）冷し
金を有する鋳型を使用するというものである。かかる鋳
型の側壁は、誘導ヒータのごとき鋳型加熱装置によって
合金の液相線温度よりも高い温度に加熱される。鋳型内
に溶融金属が注入され、そして数分間にわたり放置して
冷し金上における核生成および結晶粒の成長を開始させ
た後、所定の速度で鋳型加熱装置から鋳型が引抜かれ
る。

【０００３】チタンおよびアルミニウム化チタン合金を
鋳造するために適した耐火材を得るために多大の努力が
払われてきた。チタンの形材鋳造は、機械加工された高
密度黒鉛鋳型を使用しながら、アメリカ合衆国の鉱山局
において１９５４年に初めて実施された。後に、黒鉛粉
末と有機結合剤との混合物を使用する突固め黒鉛鋳型法
が開発された。１９６０年代の半ばに開発されたインベ
ストメント鋳造法に伴い、反応性の極めて大きい溶融チ
タンに対してできるだけ反応を示さないようなセラミッ
クスラリー材料の開発が必要となった。かかるインベス
トメント鋳造法においては、溶融チタンとの反応に耐え
る特殊な耐火性酸化物および適当な結合剤から成る表面
被膜がろう型上に形成される。次いで、通常の耐火材を
用いて表面被膜を裏打ちすることによって鋳型に強度が
付与される。

【０００４】上記のごとき表面被膜組成物を使用して
も、チタンによるセラミック酸化物の還元のため、溶融
金属と鋳型との間には多少の反応が起こる。それによっ
て生じた酸素に富む鋳造品の表面がチタン中のα相を安
定化する結果、鋳造品の表面には明確なα硬化層が形成
される。脆いα硬化層はケミカルミリング（chemical m
illing）法によって除去することができる。鋳造品の表
面に対する反応生成物の拡散は、鋳型との反応を生起さ
せるのに十分な温度にチタンが保持される時間に依存す
る。当初のろう型設計に際しては、表面汚染の深さを考
慮に入れる必要がある。それ故、ろう型および鋳造品の
寸法は僅かに大きく設定され、そして綿密なケミカルミ
リング操作によって最終寸法に調整される。満足すべき
鋳造品を製造するために制御すべきその他の因子として
は、金属の過熱度、鋳型の温度および熱伝導率、並びに
鋳造後における熱除去速度が挙げられる。

【０００５】チタンおよびチタン合金の鋳造のために開
発された表面被膜組成物および耐火材の実例は、米国特
許第４７４０２４６号明細書中に記載されている。幾つ
かの表面被膜組成物について簡単に述べれば、ケイ酸エ
チル、水性コロイドシリカなどから調製されたシリカ結
合剤を用いて酸化ホウ素を結合したもの、酢酸ジルコニ
ウムによってジルコニア耐火材を結合したもの、コロイ
ドシリカによって安定化ジルコニア耐火材を結合したも
の、並びに溶融酸化イットリウム、酸化イットリウムと
酸化ジルコニウムとの溶融混合物、酸化イットリウムと
酸化ジルコニウムと原子番号５７〜７１の希土類元素の
酸化物との溶融混合物、酸化ジルコニウムと同じ希土類
元素の酸化物との溶融混合物、および酸化イットリウム
と同じ希土類元素の酸化物との溶融混合物から成る群よ
り選ばれた耐火材をジルコニアゾル結合剤によって結合
したものが挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】方向性凝固鋳造品の製
造に際しては、溶融チタンとほとんど反応しない鋳型材
料または表面被膜組成物を得ることが一層困難になる。
方向性凝固を可能にするために必要な溶融金属と鋳型と
の長い接触時間、チタン合金を鋳造するために必要な高
い温度、および反応性の大きい溶融チタンは、溶融金属
と鋳型との間に顕著な反応を引起こすことがある。満足
すべき鋳造品を製造するためには、かかる反応を最少限
に抑えなければならないのである。

【０００７】本発明の方法において鋳造すべきチタン合
金は、γ−アルミニウム化チタンを基材とする合金であ
る。正方晶系の結晶構造を有するγ−アルミニウム化チ
タンは公知であって、これは約４８〜５８原子％のアル
ミニウムを含有している。少量のα₂ 相を含有するγ−
アルミニウム化チタン合金は、４０原子％という低いア
ルミニウム含量を有している。γ−アルミニウム化チタ
ン合金にはまた、たとえば米国特許第３２０３７９４、
４２９４６１５、４６６１３１６、４８５７２６８、４
８４２８２０、４８４２８１７、４８３６９８３、４８
７９０９２、４９０２４７４、４８９７１２７、４９２
３５３４および４９１６０２８号明細書中に記載されて
いるごとく、クロム、バナジウム、ニオブ、タンタル、
ケイ素およびガリウムのごとき元素が添加されてきた。
かかるγーアルミニウム化チタン合金が室温において低
い延性を有することは、これらの合金から成る部品の製
造にとって大きな制約となっていた。γ−アルミニウム
化チタン合金の室温脆性の原因となる該合金中の格子間
不純物は酸素であることが知られている。

【０００８】金属間化合物の構造および機械的性質に関
する国際シンポジウム議事録（日本金属学会、１９９１
年）の５０７〜５１１頁に収載されたエム・タケヤマ、
ティー・ヒラノおよびティー・ツジモト(M. Takeyama,
T. Hirano & T. Tsujimoto)の論文「方向性凝固ＴｉＡ
ｌ合金の顕微鏡組織および引張強さに対する成長速度の
影響」中には、浮遊帯域法に従ってγ−アルミニウム化
チタン合金の方向性凝固が実施されたことが開示されて
いる。すなわち、４８原子％のアルミニウム、５０原子
％のアルミニウムおよび５２原子％のアルミニウムをそ
れぞれに含有する３種のアルミニウム化チタン合金の棒
状インゴットについて、光学的に加熱された浮遊帯域の
使用によって一方向性の凝固が実施された。浮遊帯域法
においては、棒状インゴット中に小さい溶融帯域が形成
され、そしてそれがゆっくりと移動させられる。かかる
溶融帯域は表面張力によって所定の位置に保持されるか
ら、方向性凝固の実施に際して鋳造品を収容するための
るつぼは不要である。しかしながら、方向性凝固鋳造品
を製造するための浮遊帯域法は速度が比較的遅く、多量
のエネルギーを必要とし、しかも製造し得る形状が制限
されている。

【０００９】本発明の目的は、鋳型との反応および鋳造
品中への酸素取込みを最少限に抑えながら鋳型内におい
てγ−アルミニウム化チタン合金の方向性凝固鋳造を行
うための方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明の方法は、真空また
は保護雰囲気中においてγ−アルミニウム化チタン合金
の方向性凝固鋳造を可能にするものである。かかる方向
性凝固鋳造は、冷し金および該冷し金から伸びる側壁手
段から構成されて溶融金属を収容するためのキャビティ
を形成する鋳型内において実施される。そのためには、
少なくともキャビティ内の溶融液に面する側にカルシア
（calcia）耐火材の内部ライナを有する側壁手段を使用
しながら、溶融液中への酸素取込みを低減させるのに有
効な量でニオブ、タンタル、タングステンおよびモリブ
デンから成る群より選ばれた金属を含有するγ−アルミ
ニウム化チタン合金の溶融液が鋳型内に生成される。次
いで、冷し金の表面から溶融液の方向性凝固を生起させ
るのに十分な温度勾配を生み出すように溶融液が加熱さ
れる。なお、溶融液は約２〜１２原子％のニオブを含有
することが好ましく、また約４〜８原子％のニオブを含
有することが最も好ましい。

【００１１】本発明の方法は、γ−アルミニウム化チタ
ン合金の方向性凝固鋳造を行うために使用することがで
きる。かかる鋳造は、溶融金属と反応しない真空または
保護雰囲気（たとえば、アルゴンやヘリウム）中におい
て実施される。方向性凝固鋳造に際しては、鋳型内に溶
融液が生成され、そして鋳型内において冷し金の表面か
ら柱状結晶粒の方向性凝固結晶構造を成長させるのに十
分な温度勾配を生み出すように該溶融液は加熱される。
その結果、鋳造品の溶融部分は長時間にわたって鋳型の
側壁に接触するから、反応性の大きいアルミニウム化チ
タン合金は側壁と反応して酸素のごとき不純物を取込む
ことがある。方向性凝固鋳造に際しての酸素取込みは、
溶融液がその中への酸素取込みを低減させるのに有効な
量でニオブ、タンタル、タングステンおよびモリブデン
から成る群より選ばれた金属を含有し、かつ鋳型の側壁
がカルシア耐火材から成る場合に減少することが見出さ
れた。なお、溶融液中への酸素取込みがγ−アルミニウ
ム化チタン合金の靭性および延性を低下させることはよ
く知られている。

【００１２】

【実施例】次に、図１を参照しながら本発明の方法を一
層詳しく説明しよう。図１は方向性凝固鋳造装置の断面
図である。かかる装置は、冷し金２および円筒形の側壁
４から構成された鋳型アセンブリ２０と、加熱手段１０
とを含んでいる。かかる装置は、真空または保護雰囲気
を閉込めるために適した通常の構造の容器（図示せず）
内に配置されている。冷し金２は、溶融金属と反応する
ことなしに溶融チタンまたはチタン合金を凝固させるこ
とのできる金属体である。適当な冷し金２は、通常の手
段（図示せず）によって水冷されたモリブデンまたは銅
から成るものである。側壁４は冷し金２から伸びる概し
て円筒形の部材であって、溶融金属１２を収容するため
の円柱状キャビティ６を形成している。かかる側壁４
は、セラミック・金属間の耐熱性封止構造を形成するた
めに役立つ通常の材料から成るセラミックシール８によ
って冷し金２に封止されていることが好ましい。

【００１３】適当なセラミックシール８を形成するため
には、約８．３重量％のＫ₂ Ｏ、約２０．８重量％のシ
リカおよび約７０．９重量％の水から成る結合剤中にア
ルミナ粉末を分散させて成るセラミックスラリーが側壁
４と冷し金２との接触部に付加される。かかるセラミッ
クスラリーを乾燥した後、約４００℃で加熱することに
よって液体が除去される。側壁４は、少なくとも溶融金
属１２に隣接した側にカルシア耐火材の内部ライナを有
するように形成されている。かかるカルシア耐火材はカ
ルシアから成るものであるが、溶融チタンまたはチタン
合金と反応しない他のセラミックを含有していてもよ
い。適当なカルシア耐火材の実例はカルシアおよびフッ
化カルシウムから成るものであって、それは日本のカル
シード社(Calceed Co., Ltd.) から入手することができ
る。なお、側壁４はたとえば米国特許第４７１０４８１
号明細書中に記載されているような高純度のカルシアか
ら形成されることが好ましい。この場合、側壁４はかか
るカルシア耐火材のみから形成することができる。

【００１４】図１には、冷し金２および側壁４が円柱状
のキャビティ６を規定するものとして示されている。し
かしながら、医学用の人口補装具、ポンプ部品、ガスタ
ービン部品（たとえばタービン羽根）、航空機の機体部
品、および熱交換器のごとき部品を製造する場合には、
冷し金２および側壁４は任意所望の形状を持ったキャビ
ティを規定するように形成することができる。

【００１５】加熱手段１０は、γーアルミニウム化チタ
ン合金の液相線温度よりも高い温度にまで加熱するため
の通常の加熱手段（たとえば、誘導ヒータまたはタング
ステン抵抗加熱ヒータ）である。加熱手段１０は、溶融
液１２の液相線温度よりも高い温度に側壁４を加熱する
と共に、溶融液１２を溶融状態に維持するために役立
つ。γ−アルミニウム化チタン合金の溶融液１２を用意
するためには、スカル融解（skull melting ）法のごと
き通常の技術によって溶融液を生成させてからキャビテ
ィ６内に注入してもよいし、あるいはキャビティ６内に
配置された固体装入材料を加熱手段１０によって融解し
てもよい。上記のごときスカル融解および注入操作は、
鋳型アセンブリ２０を包囲する非酸化性雰囲気または真
空中において行われる。スカル融解法に関する一層詳細
な説明は、たとえば、メタルズ・ハンドブック(Metals
Handbook) ［第９版、ＡＳＭインターナショナル社、１
９８８年］の第１５巻（鋳造）の４０９〜４１０頁に記
載された１節である「真空アークスカル融解および鋳
造」中に見出すことができる。また、通常の方向性凝固
鋳造炉は、たとえば、メタルズ・ハンドブック(Metals
Handbook) ［第９版、ＡＳＭインターナショナル社、１
９８８年］の第１５巻（鋳造）の３１０〜３２３頁に記
載された１節である「方向性凝固および単結晶凝固」中
に示されている。

【００１６】鋳型アセンブリ２０は、矢印１８の方向に
鋳型アセンブリ２０を制御下で移動させるための通常の
手段（図示せず）に機能的に連結された棒１６によって
支持されている。加熱手段１０により、溶融液１２の温
度はγ−アルミニウム化チタン合金の液相線温度よりも
高い温度に維持される。とは言え、冷し金２の表面と溶
融液１２との間には温度勾配が存在し、それによって冷
し金２の表面上には結晶粒の核生成および成長が起こ
る。鋳型アセンブリ２０は、最も好ましい結晶粒の方位
が確定されるように結晶粒の核生成および成長を生起さ
せるために十分な時間にわたり、図１に示された初期位
置に保持される。その結果、冷し金２の表面に対して垂
直な好ましい成長方向を持った結晶粒のみが成長し、そ
して他の結晶粒は排除されることになる。

【００１７】次の図２について説明すれば、冷し金２の
表面上において結晶粒の核生成および成長を生起させる
のに十分な時間にわたって溶融液１２を液相線温度より
も高い温度に維持した後、鋳型アセンブリ２０が矢印１
８の方向に沿って所定の速度で加熱手段１０から引抜か
れる。加熱手段１０から鋳型アセンブリ２０を引抜く速
度は、固体１４の方向性凝固を可能にし、それによって
冷し金２の表面から溶融液１２に向かって伸びる柱状結
晶粒１５が生成されるように制御される。固体１４と溶
融液１２との界面には、溶融液１２の液相線温度より高
い高温域と合金の固相線温度より低い低温域とを有する
温度勾配が生み出される。かかる温度勾配は、柱状結晶
粒１５の着実な成長を可能にする速度で溶融液１２の一
端から他端に向かって移動する。適当な温度勾配はγ−
アルミニウム化チタン合金の融点より高い温度域におい
て約５０〜３００℃／インチの範囲内にあればよく、ま
たかかる温度勾配の適当な移動速度は毎時約１〜２０イ
ンチの範囲内にあればよい。

【００１８】本発明方法のその他の特徴および利点を一
層詳しく説明するため、以下に実施例を示す。実施例１ 本実施例は、通常のスカル融解法によって得られたγ−
アルミニウム化チタン合金の溶融液中における酸素取込
み量を示すためのものである。純度約９９．９％の高純
度チタンスポンジ、純度約９９．９９％の高純度アルミ
ニウム、並びに純度約９９．９％の高純度クロムおよび
ニオブから数種のγ−アルミニウム化チタン合金装入材
料を調製した。これらの装入材料をアメリカ合衆国カリ
フォルニア州所在のレテック社(Retech, Inc.)から入手
した水冷銅るつぼ式のアーク融解炉内に配置した。スカ
ル融解法に従ったアーク融解により、アルゴンの保護雰
囲気中において装入材料を融解した。装入材料が融解し
た後、アークを停止させ、そして銅るつぼ内で溶融液を
凝固させた。凝固後の装入材料を銅るつぼ内においてひ
っくり返し、次いで同じアーク融解操作により再融解し
て溶融液を一層良く混合した。かかる操作を全部で３回
繰返した後、最終の鋳造品を形成した。かかる鋳造品を
銅るつぼから取出し、そして各鋳造品中の酸素濃度を赤
外線によって分析した。各装入材料の重量、組成および
加熱時間並びに各鋳造品中の最終酸素濃度を下記表１中
に示す。

【００１９】

【表１】 表 １ スカル融解法によって融解されたアルミニウム化チタン合金 装入材 装入材料 組 成（原子％） 加熱時間 酸素濃度 料番号 重量 (g) Ｔｉ Ａｌ Ｃｒ Ｎｂ （分） (ppm) 1 280 残部 48 10〜15 422 2 280 残部 48 10〜15 517 3 280 残部 45 2 2 10〜15 945 4 280 残部 47 2 8 10〜15 560 5 280 残部 46 2 12 10〜15 880 実施例２ 純度９９％の溶融カルシアから成るカルシアるつぼをア
メリカ合衆国ニューヨーク市所在の米国三井造船株式会
社[Mitsui Zosen Incorporated (USA)] から入手した。
２個のかかるカルシアるつぼ内において、２種のアルミ
ニウム化チタン合金を誘導加熱によって融解した。各々
のるつぼ内においては、装入手順を僅かずつ変化させな
がら３または４種の装入材料を融解した。これらの装入
材料は、純度約９９．９％の高純度チタンスポンジ、純
度約９９．９９％の高純度アルミニウム、並びに純度約
９９．９％の高純度クロムおよびニオブから調製され
た。装入材料の調製に際しては、４種の元素の小片を下
記の順序でるつぼ内に投入した。

【００２０】 装入材料１：クロム、ニオブ、アルミニウム、チタン。 装入材料２：チタン、アルミニウム、ニオブ、クロム。 装入材料３：チタン、アルミニウム、ニオブ、クロム。 装入材料４：ニオブ、クロム、アルミニウム、チタン。 装入材料５：４種の元素を一緒に融解した。

【００２１】装入材料６および７：先ず最初にニオブお
よびアルミニウムを融解し、次いでクロムおよびチタン
を融解した。 各々の溶融液を黒鉛または銅製の鋳型内に注入し、そし
て各鋳造品中の酸素濃度を赤外線によって分析した。各
装入材料の重量、組成および加熱時間並びに各鋳造品の
最終酸素濃度を下記表２中に示す。

【００２２】

【表２】 表 ２ カルシアるつぼ内において融解されたアルミニウム化チタン合金 装入材 装入材料 組 成（原子％） 加熱時間 酸素濃度 料番号 重量 (g) Ｔｉ Ａｌ Ｃｒ Ｎｂ （分） (ppm) 1 300 残部 48 2 8 21 1420 2 300 残部 48 2 8 36 1700 3 300 残部 48 2 4 38 2510 4 300 残部 48 2 4 21 2180 5 200 残部 48 2 4 47 2220 6 300 残部 48 2 4 20 2000 7 200 残部 48 2 8 21 960 上記表２中において、装入材料１〜４は第１のるつぼ内
で調製され、また装入材料５〜７は第２のるつぼ内で調
製された。

【００２３】表１には、通常のスカル融解法が約４２２
〜９４５ppm の酸素含量を有するγ−アルミニウム化チ
タン合金を生成することが示されている。表２を見る
と、カルシアるつぼ内においてγ−アルミニウム化チタ
ン合金を融解した場合に顕著な酸素取込みの起こること
がわかる。しかるに、ニオブ含量を増加させると酸素取
込み量が減少する。たとえば、８原子％のニオブ含量を
有するγ−アルミニウム化チタン合金における酸素取込
み量は、４原子％のニオブ含量を有するγ−アルミニウ
ム化チタン合金における酸素取込み量の約半分である。
その上、８原子％のニオブを含有するγ−アルミニウム
化チタン合金における酸素取込み量はスカル鋳造法にお
いて見られる酸素取込み量と同等である。

【００２４】実施例３ 公知のアーク融解−滴下鋳造法に従い、約４６原子％の
アルミニウム、１０原子％のニオブおよび残部のチタン
から成る２個のγ−アルミニウム化チタン合金棒を製造
した。次いで、水冷式のモリブデン冷し金およびカルシ
ア製側壁から構成された鋳型アセンブリとタングステン
抵抗加熱ヒータとから成る図１のごとき装置においてγ
−アルミニウム化チタン合金の方向性凝固鋳造品を製造
した。鋳型アセンブリのカルシア製側壁はアメリカ合衆
国ニューヨーク市所在の米国三井造船株式会社から入手
した。この側壁は約２．５cmの内径および約１２．５cm
の長さを有していた。この側壁をアルミナシールによっ
てモリブデン冷し金の表面に封止した。かかる鋳型アセ
ンブリ内に直径約１．９cmかつ長さ５cmの合金棒２本を
配置した。

【００２５】側壁を包囲するタングステン抵抗加熱ヒー
タによって合金棒を融解した後、毎時約３５cmの速度で
タングステン抵抗加熱ヒータから鋳型アセンブリを引抜
くことによって溶融液の方向性凝固を生起させた。その
結果、直径約０．２５cmの結晶粒を含む柱状結晶組織を
有する直径約２．５cmかつ長さ６．３５cmの方向性凝固
鋳造品が得られた。かかる方向性凝固鋳造品の化学分析
を行ったところ、それは約１７００ppm の酸素濃度を有
することが判明した。

【００２６】上記のごとき方向性凝固鋳造品の靭性を公
知の四点曲げ試験によって測定すると共に、それの降伏
強さおよび塑性破壊ひずみを通常の引張試験によって測
定した。その結果、この方向性凝固鋳造品は約１８ MPa
（ｍ）^1/2 の靭性、約６７５MPa の降伏強さおよび約
０．７５％の塑性破壊ひずみを有することが判明した。
この方向性凝固鋳造品に対して約１２７５℃で２時間の
熱処理を施した後、室温で再び引張試験を行った。その
結果、降伏強さは８７５℃で約５８０MPa であり、また
塑性破壊ひずみは約１０％であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための方向性凝固鋳造
装置の断面図である。

【図２】図１の装置において加熱手段から鋳型アセンブ
リを引抜いているところを示す断面図である。

【符号の説明】

２ 冷し金 ４ 側壁 ６ キャビティ ８ セラミックシール １０ 加熱手段 １２ 溶融金属液 １４ 固体となった金属 １５ 柱状結晶粒 １６ 連結棒 １８ 側壁４を支持した冷し金２の移動方向 ２０ 鋳型アセンブリ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷し金および前記冷し金から伸びる側壁
   手段から構成されて溶融金属を収容するためのキャビテ
   ィを形成する鋳型を使用しながら真空または保護雰囲気
   中においてγ−アルミニウム化チタン合金の方向性凝固
   鋳造を行うための方法において、(a) 少なくとも前記キ
   ャビティ内の溶融液に面する側にカルシア耐火材の内部
   ライナを有するように形成された前記側壁手段を使用し
   ながら、溶融液中への酸素取込みを低減させるのに有効
   な量でニオブ、タンタル、タングステンおよびモリブデ
   ンから成る群より選ばれた金属を含有するγ−アルミニ
   ウム化チタン合金の溶融液を前記キャビティ内に生成さ
   せ、次いで(b) 前記冷し金の表面から前記溶融液の方向
   性凝固を生起させるのに十分な温度勾配を生み出すよう
   に前記溶融液を加熱する両工程から成ることを特徴とす
   る方法。
2. 【請求項２】 前記金属がニオブである請求項１記載の
   方法。
3. 【請求項３】 前記金属が約２〜１２原子％の量で含有
   される請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 前記金属が約４〜８原子％の量で含有さ
   れる請求項２記載の方法。
5. 【請求項５】 冷し金および前記冷し金から伸びる側壁
   手段から構成されて溶融金属を収容するためのキャビテ
   ィを形成する鋳型を使用しながら非酸化性雰囲気または
   真空中においてγ−アルミニウム化チタン合金の方向性
   凝固鋳造を行うための方法において、(a) 少なくとも前
   記キャビティ内の溶融液に隣接する側にカルシア耐火材
   の内部ライナを有するように前記側壁手段を形成し、
   (b) 溶融液中への酸素取込みを低減させるのに有効な量
   のニオブを含有するγ−アルミニウム化チタン合金の溶
   融液を前記キャビティ内に生成させ、次いで(c) 前記冷
   し金の表面から前記溶融液の方向性凝固を生起させるの
   に十分な温度勾配を生み出すように前記溶融液を加熱す
   る諸工程から成ることを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 前記金属がニオブである請求項５記載の
   方法。
7. 【請求項７】 前記ニオブが約２〜１２原子％の量で含
   有される請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 前記ニオブが約４〜８原子％の量で含有
   される請求項６記載の方法。