JPH05287421A - 耐酸化性の優れたＴｉＡｌ基合金 - Google Patents
耐酸化性の優れたＴｉＡｌ基合金Info
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- JPH05287421A JPH05287421A JP8250492A JP8250492A JPH05287421A JP H05287421 A JPH05287421 A JP H05287421A JP 8250492 A JP8250492 A JP 8250492A JP 8250492 A JP8250492 A JP 8250492A JP H05287421 A JPH05287421 A JP H05287421A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、航空機用タービンエンジン、発電
用ガスタービン、自動車用エンジン、高速回転体などの
高温耐熱強度材に用いるのに適した強度を有し、常温延
性および耐酸化性の向上を図ったＴｉＡｌ基合金を提供
するものである。 【構成】 Ｔｉ：４０〜５２原子％、Ａｌ：６０〜４８
原子％からなり、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖの元素のうち少なくと
も１種の元素を０．１〜３原子％含有し、Ｐ、Ａｓ、Ｓ
ｂ（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）のうち少なくと
も１種のイオンが注入された優れた高温耐酸化性を有す
るＴｉＡｌ基合金。
用ガスタービン、自動車用エンジン、高速回転体などの
高温耐熱強度材に用いるのに適した強度を有し、常温延
性および耐酸化性の向上を図ったＴｉＡｌ基合金を提供
するものである。 【構成】 Ｔｉ：４０〜５２原子％、Ａｌ：６０〜４８
原子％からなり、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖの元素のうち少なくと
も１種の元素を０．１〜３原子％含有し、Ｐ、Ａｓ、Ｓ
ｂ（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）のうち少なくと
も１種のイオンが注入された優れた高温耐酸化性を有す
るＴｉＡｌ基合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は航空機用タービンエンジ
ン、発電用ガスタービン、自動車用エンジン、高速回転
体などの高温耐熱強度材に用いるのに適した強度を有
し、常温延性および耐酸化性の向上を図ったＴｉＡｌ基
合金に関するものである。
ン、発電用ガスタービン、自動車用エンジン、高速回転
体などの高温耐熱強度材に用いるのに適した強度を有
し、常温延性および耐酸化性の向上を図ったＴｉＡｌ基
合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＡｌ基合金は、現在使用されている
代表的な高温耐熱強度材であるＮｉ基合金よりも、高い
高温比強度を持ち、しかも耐食性に優れ、軽量の材料で
ある。Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｔｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎ、Ｖｏｌ．６Ａ（１９７５）ｐ．１９９１には、
Ｔｉ：５０原子％、Ａｌ：５０原子％のＴｉＡｌ基合金
において、８００℃にて４０ｋｇ／ｍｍ2 の高温比強度
が得られたことが報告されている。そこで、これらの特
性を利用して、ＴｉＡｌ基合金はガスタービン部品、自
動車用エンジンのバルブ、ピストンへの適用、高温用ダ
イスや軸受け部品などへの適用が好適と考えられてき
た。
代表的な高温耐熱強度材であるＮｉ基合金よりも、高い
高温比強度を持ち、しかも耐食性に優れ、軽量の材料で
ある。Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｔｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎ、Ｖｏｌ．６Ａ（１９７５）ｐ．１９９１には、
Ｔｉ：５０原子％、Ａｌ：５０原子％のＴｉＡｌ基合金
において、８００℃にて４０ｋｇ／ｍｍ2 の高温比強度
が得られたことが報告されている。そこで、これらの特
性を利用して、ＴｉＡｌ基合金はガスタービン部品、自
動車用エンジンのバルブ、ピストンへの適用、高温用ダ
イスや軸受け部品などへの適用が好適と考えられてき
た。
【０００３】Ｔｉ：４０〜５２原子％、Ａｌ：６０〜４
８原子％の組成範囲でのＴｉＡｌ基合金は熱平衡状態に
おいて、Ｌ１0 型構造（基本的には面心正方構造である
が〔００１〕方向にＴｉの層、Ａｌの層が交互に並ぶ構
造）のＴｉＡｌ金属間化合物を形成する。このため、単
結晶状態では温度の上昇と共に強度が増加する異常強化
現象が発見され、多結晶状態でも高温で強度が低下しな
いことが知られている。
８原子％の組成範囲でのＴｉＡｌ基合金は熱平衡状態に
おいて、Ｌ１0 型構造（基本的には面心正方構造である
が〔００１〕方向にＴｉの層、Ａｌの層が交互に並ぶ構
造）のＴｉＡｌ金属間化合物を形成する。このため、単
結晶状態では温度の上昇と共に強度が増加する異常強化
現象が発見され、多結晶状態でも高温で強度が低下しな
いことが知られている。
【０００４】このようにＴｉＡｌ基合金は高温強度の優
れた材料であるものの、１）本材料を加工する際に重要
である室温における延性が乏しいことや、２）８００℃
以上の高温では、現在使用されている耐熱材料のＮｉ基
合金（例えばＩｎｃｏｎｅｌ７１３Ｃ）に比較して、耐
酸化性ははるかに劣った状態といわざるをえない。そこ
で、このＴｉＡｌ基合金にＣｒ、Ｍｎ、Ｖなどの第三元
素を添加し、室温における延性改善が図られている。と
ころが、これらの元素を添加することにより、無添加材
のＴｉＡｌ基合金に比較して高温での耐酸化性が著しく
劣化することが指摘されている（日本金属学会誌、５４
（１９９０）９４８）。
れた材料であるものの、１）本材料を加工する際に重要
である室温における延性が乏しいことや、２）８００℃
以上の高温では、現在使用されている耐熱材料のＮｉ基
合金（例えばＩｎｃｏｎｅｌ７１３Ｃ）に比較して、耐
酸化性ははるかに劣った状態といわざるをえない。そこ
で、このＴｉＡｌ基合金にＣｒ、Ｍｎ、Ｖなどの第三元
素を添加し、室温における延性改善が図られている。と
ころが、これらの元素を添加することにより、無添加材
のＴｉＡｌ基合金に比較して高温での耐酸化性が著しく
劣化することが指摘されている（日本金属学会誌、５４
（１９９０）９４８）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＴｉＡｌ基合金は、軽
量で耐熱温度が高く、耐食性にも優れているため、高温
で使用するタービンブレード等に好適である。しかし、
常温での延性が小さい（圧縮率０．４％）ので、圧延な
どによる加工および成形が困難であり、実用化が阻まれ
ていた。また、前記のＴｉＡｌにＣｒ、Ｍｎ等を添加し
た合金は常温延性が改善されるものの１０７３Ｋ異常の
高温における耐酸化性が劣り、実用化に供することが困
難であった。
量で耐熱温度が高く、耐食性にも優れているため、高温
で使用するタービンブレード等に好適である。しかし、
常温での延性が小さい（圧縮率０．４％）ので、圧延な
どによる加工および成形が困難であり、実用化が阻まれ
ていた。また、前記のＴｉＡｌにＣｒ、Ｍｎ等を添加し
た合金は常温延性が改善されるものの１０７３Ｋ異常の
高温における耐酸化性が劣り、実用化に供することが困
難であった。
【０００６】本発明はこれらの問題点を克服した高温耐
熱強度材であるＴｉＡｌ基合金を提供することを目的と
する。
熱強度材であるＴｉＡｌ基合金を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は上記
の問題点を解決するために、まず、ＴｉＡｌ基合金に対
しＣｒ、Ｍｎ、Ｖの元素の少なくとも１種を添加して室
温における延性の向上を図り、さらにＰ、Ａｓ、Ｓｂ
（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）の元素のうち少な
くとも１種のイオンを注入することにより表面改質を行
い、高温における耐酸化性を改善し、かつ高温強度を高
めたものである。
の問題点を解決するために、まず、ＴｉＡｌ基合金に対
しＣｒ、Ｍｎ、Ｖの元素の少なくとも１種を添加して室
温における延性の向上を図り、さらにＰ、Ａｓ、Ｓｂ
（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）の元素のうち少な
くとも１種のイオンを注入することにより表面改質を行
い、高温における耐酸化性を改善し、かつ高温強度を高
めたものである。
【０００８】すなわち、本発明の要旨とするところは、
Ｔｉ：４０〜５２原子％、Ａｌ：６０〜４８原子％から
なり、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖの元素のうち少なくとも１種の元
素を０．１〜３原子％含有し、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ（Ｖｂ
族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）のうち少なくとも１種の
イオンが注入されて表面改質されたことを特徴とする耐
酸化性の優れたＴｉＡｌ基合金にある。
Ｔｉ：４０〜５２原子％、Ａｌ：６０〜４８原子％から
なり、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖの元素のうち少なくとも１種の元
素を０．１〜３原子％含有し、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ（Ｖｂ
族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）のうち少なくとも１種の
イオンが注入されて表面改質されたことを特徴とする耐
酸化性の優れたＴｉＡｌ基合金にある。
【０００９】なお、溶製する段階でＶｂ、ＶＩｂ族元素
を直接ＴｉＡｌ基合金中に添加する方法と比較して、イ
オン注入法を用いることにより、簡便かつ安全に耐酸化
性に富むＴｉＡｌ基合金を製造することが可能である。
本発明について詳細に説明する。本発明の構成成分とし
て、Ｔｉ量を４０〜５２原子％の範囲としたのは、Ｔｉ
Ａｌ金属間化合物の単一相もしくは一部Ｔｉ3 Ａｌを第
二相として含む組成域とするためである。これ以外の組
成では他の第二相の混在があるため好ましくない。即
ち、Ｔｉ量が４０原子％未満では第二相としてＡｌ2 Ｔ
ｉもしくはＡｌ3 Ｔｉが混在し、これらの化合物は脆性
であるため好ましくない。また、Ｔｉ量が５２原子％を
越えると第二相としてのＴｉ3 Ａｌの量が増大する。Ｔ
ｉ3 Ａｌは高温強度がＴｉＡｌよりも低く、かつ低延性
のＴｉ3 Ａｌの割合が高いことは延性向上の点から好ま
しくない。
を直接ＴｉＡｌ基合金中に添加する方法と比較して、イ
オン注入法を用いることにより、簡便かつ安全に耐酸化
性に富むＴｉＡｌ基合金を製造することが可能である。
本発明について詳細に説明する。本発明の構成成分とし
て、Ｔｉ量を４０〜５２原子％の範囲としたのは、Ｔｉ
Ａｌ金属間化合物の単一相もしくは一部Ｔｉ3 Ａｌを第
二相として含む組成域とするためである。これ以外の組
成では他の第二相の混在があるため好ましくない。即
ち、Ｔｉ量が４０原子％未満では第二相としてＡｌ2 Ｔ
ｉもしくはＡｌ3 Ｔｉが混在し、これらの化合物は脆性
であるため好ましくない。また、Ｔｉ量が５２原子％を
越えると第二相としてのＴｉ3 Ａｌの量が増大する。Ｔ
ｉ3 Ａｌは高温強度がＴｉＡｌよりも低く、かつ低延性
のＴｉ3 Ａｌの割合が高いことは延性向上の点から好ま
しくない。
【００１０】また、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖの元素の少なくとも
１種を０．１〜３原子％添加するのは、常温延性をさら
に改善するためで、その添加量が０．１原子％未満では
その効果がなく、３原子％を越えるとＴｉ3 ＡｌＭｎ2
などの化合物が生成し、延性を再び劣化させるので０．
１〜３原子％の範囲であることが必要である。本発明で
はさらにＰ、Ａｓ、Ｓｂ、ＳｅおよびＴｅのイオンを注
入し表面改質を行い、これによりＴｉの酸化物の成長を
抑制し、高温における耐酸化性を向上させるのである。
１種を０．１〜３原子％添加するのは、常温延性をさら
に改善するためで、その添加量が０．１原子％未満では
その効果がなく、３原子％を越えるとＴｉ3 ＡｌＭｎ2
などの化合物が生成し、延性を再び劣化させるので０．
１〜３原子％の範囲であることが必要である。本発明で
はさらにＰ、Ａｓ、Ｓｂ、ＳｅおよびＴｅのイオンを注
入し表面改質を行い、これによりＴｉの酸化物の成長を
抑制し、高温における耐酸化性を向上させるのである。
【００１１】図１に純Ｔｉ：５０原子％、純Ａｌ：５０
原子％に１．１原子％Ｃｒおよび１．４原子％Ｍｎを添
加したＴｉＡｌ基合金と、さらにＰ、ＳｅおよびＴｅの
それぞれのイオンを注入することにより表面改質を行っ
たＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌの酸化時間（９００℃にお
ける保持時間）と酸化増量の関係を示す。表面改質を施
さなかったＴｉＡｌ基合金（図中○印）やＣｒ含有Ｔｉ
Ａｌ基合金（図中□印）の酸化増量に対し、本発明のＰ
（図中△印）、Ｓｅ（図中▲印）およびＴｅ（図中■
印）の各イオンを注入したＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基
合金は酸化による増量が少なく、著しく耐酸化性が向上
していることがわかる。
原子％に１．１原子％Ｃｒおよび１．４原子％Ｍｎを添
加したＴｉＡｌ基合金と、さらにＰ、ＳｅおよびＴｅの
それぞれのイオンを注入することにより表面改質を行っ
たＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌの酸化時間（９００℃にお
ける保持時間）と酸化増量の関係を示す。表面改質を施
さなかったＴｉＡｌ基合金（図中○印）やＣｒ含有Ｔｉ
Ａｌ基合金（図中□印）の酸化増量に対し、本発明のＰ
（図中△印）、Ｓｅ（図中▲印）およびＴｅ（図中■
印）の各イオンを注入したＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基
合金は酸化による増量が少なく、著しく耐酸化性が向上
していることがわかる。
【００１２】本発明のＶｂ族（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ）または
ＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）のイオン注入により耐酸化性の
改善を行ったＴｉＡｌ基合金の製造方法は次の通りであ
る。すなわち、Ｔｉ：４０〜５２原子％、Ａｌ：６０〜
４８原子％にＣｒ、Ｍｎ、Ｖの元素の少なくとも１種を
０．１〜３原子％添加したものを、一旦真空（１０-6ｔ
ｏｒｒ以上）にし、Ａｒガス雰囲気に置換した環境下
で、融点以上かつ坩堝との反応を避けるため１４００〜
１５００℃に加熱して溶融、凝固する。ａｓ−ｃａｓｔ
状態のままでは均一な組織が得られないため、上記と同
様の不活性ガス雰囲気中において規則化焼鈍を行う。こ
れは、Ｌ１0 型の結晶構造を得るためにはＴｉとＡｌを
高温で拡散せねばならないからである。規則化焼鈍の温
度は８００℃以上でＴｉＡｌ金属間化合物の融点以下の
単一相域であれば目的を達することかできるが、９００
〜１１００℃の温度範囲が必要である。また、加熱時間
は規則化のための原子拡散に時間が必要であるため、高
温では短時間となるが、完全に規則化させるためには２
４時間以上とすることが望ましい。処理後の本発明Ｔｉ
Ａｌ基合金が規則化していることは、Ｘ線ディフラクト
メーターにより、各ピークがＴｉＡｌ金属間化合物のＬ
１0 型構造に相当することを確認すればよい。
ＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）のイオン注入により耐酸化性の
改善を行ったＴｉＡｌ基合金の製造方法は次の通りであ
る。すなわち、Ｔｉ：４０〜５２原子％、Ａｌ：６０〜
４８原子％にＣｒ、Ｍｎ、Ｖの元素の少なくとも１種を
０．１〜３原子％添加したものを、一旦真空（１０-6ｔ
ｏｒｒ以上）にし、Ａｒガス雰囲気に置換した環境下
で、融点以上かつ坩堝との反応を避けるため１４００〜
１５００℃に加熱して溶融、凝固する。ａｓ−ｃａｓｔ
状態のままでは均一な組織が得られないため、上記と同
様の不活性ガス雰囲気中において規則化焼鈍を行う。こ
れは、Ｌ１0 型の結晶構造を得るためにはＴｉとＡｌを
高温で拡散せねばならないからである。規則化焼鈍の温
度は８００℃以上でＴｉＡｌ金属間化合物の融点以下の
単一相域であれば目的を達することかできるが、９００
〜１１００℃の温度範囲が必要である。また、加熱時間
は規則化のための原子拡散に時間が必要であるため、高
温では短時間となるが、完全に規則化させるためには２
４時間以上とすることが望ましい。処理後の本発明Ｔｉ
Ａｌ基合金が規則化していることは、Ｘ線ディフラクト
メーターにより、各ピークがＴｉＡｌ金属間化合物のＬ
１0 型構造に相当することを確認すればよい。
【００１３】次に、このＣｒ（Ｍｎ、Ｖ）含有ＴｉＡｌ
基合金に対しイオン注入専用装置を用い、Ｐ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、ＳｅおよびＴｅの各イオンを１０15〜１０17ｉｏｎ
ｓ／ｃｍ2 程度注入し、表面改質を行う。こうして得ら
れたＶｂ族（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ）およびＶＩｂ族（Ｓｅ、
Ｔｅ）元素のイオン注入を行ったＣｒ（Ｍｎ、Ｖ）含有
ＴｉＡｌ基合金は注入を行わなかったＴｉＡｌ基合金お
よびＣｒ（Ｍｎ、Ｖ）含有ＴｉＡｌ基合金に比べ高温耐
酸化性に顕著な向上がみられる。
基合金に対しイオン注入専用装置を用い、Ｐ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、ＳｅおよびＴｅの各イオンを１０15〜１０17ｉｏｎ
ｓ／ｃｍ2 程度注入し、表面改質を行う。こうして得ら
れたＶｂ族（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ）およびＶＩｂ族（Ｓｅ、
Ｔｅ）元素のイオン注入を行ったＣｒ（Ｍｎ、Ｖ）含有
ＴｉＡｌ基合金は注入を行わなかったＴｉＡｌ基合金お
よびＣｒ（Ｍｎ、Ｖ）含有ＴｉＡｌ基合金に比べ高温耐
酸化性に顕著な向上がみられる。
【００１４】次に、本発明のＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｅおよ
びＴｅのイオン注入による高温耐酸化性向上の理由につ
いて説明する。高温耐酸化性は材料表面にできた酸化皮
膜が酸素の浸透を防ぐことにより向上する。ＴｉＡｌ基
合金の場合には試料表面上にできたＴｉＯ2-x の酸素イ
オン空孔を通して酸素イオンが拡散することにより酸化
が進行すると考えられる。よって、耐酸化性を向上させ
るためには酸素イオン空孔の濃度を低減し、酸素イオン
の内方拡散の速度を制御する必要がある。
びＴｅのイオン注入による高温耐酸化性向上の理由につ
いて説明する。高温耐酸化性は材料表面にできた酸化皮
膜が酸素の浸透を防ぐことにより向上する。ＴｉＡｌ基
合金の場合には試料表面上にできたＴｉＯ2-x の酸素イ
オン空孔を通して酸素イオンが拡散することにより酸化
が進行すると考えられる。よって、耐酸化性を向上させ
るためには酸素イオン空孔の濃度を低減し、酸素イオン
の内方拡散の速度を制御する必要がある。
【００１５】本発明の合金で高温耐酸化性が向上する理
由は、イオン注入によって導入されたＶｂ族（Ｐ、Ａ
ｓ、Ｓｂ）またはＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）イオンがＴｉ
の価電子数の４より大きな５価または６価を持つため、
表面に生成されたＴｉＯ2-x 層中の酸素イオン空孔の濃
度を減少させ、酸素の内方拡散を制御し、高温酸化雰囲
気でＣｒ（Ｍｎ、Ｖ）含有ＴｉＡｌ基合金の表面上にで
きる酸化層ＴｉＯ2-x の成長を低減するためと考えられ
る。
由は、イオン注入によって導入されたＶｂ族（Ｐ、Ａ
ｓ、Ｓｂ）またはＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）イオンがＴｉ
の価電子数の４より大きな５価または６価を持つため、
表面に生成されたＴｉＯ2-x 層中の酸素イオン空孔の濃
度を減少させ、酸素の内方拡散を制御し、高温酸化雰囲
気でＣｒ（Ｍｎ、Ｖ）含有ＴｉＡｌ基合金の表面上にで
きる酸化層ＴｉＯ2-x の成長を低減するためと考えられ
る。
【００１６】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。純Ｔｉ：５０原
子％、純Ａｌ：５０原子％にＣｒ、Ｍｎをそれぞれ１．
１原子％および１．４原子％添加したものを溶解炉用
い、一旦真空（１０-6ｔｏｒｒ以上）にし、Ａｒガス雰
囲気に置換した環境下で溶融、凝固させた後、規則化の
ため、上記と同様の不活性ガス雰囲気中において規則化
焼鈍を１０００℃以下で行った。得られたＣｒ（Ｍｎ）
含有ＴｉＡｌ基合金が規則化していることはＸ線ディフ
ラクトメーターにより各ピークがＴｉＡｌ金属間化合物
のＬ１0 型構造に相当することで確認した。
子％、純Ａｌ：５０原子％にＣｒ、Ｍｎをそれぞれ１．
１原子％および１．４原子％添加したものを溶解炉用
い、一旦真空（１０-6ｔｏｒｒ以上）にし、Ａｒガス雰
囲気に置換した環境下で溶融、凝固させた後、規則化の
ため、上記と同様の不活性ガス雰囲気中において規則化
焼鈍を１０００℃以下で行った。得られたＣｒ（Ｍｎ）
含有ＴｉＡｌ基合金が規則化していることはＸ線ディフ
ラクトメーターにより各ピークがＴｉＡｌ金属間化合物
のＬ１0 型構造に相当することで確認した。
【００１７】その後、このＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基
合金に対し、イオン注入装置により５０〜１５０ｋｅＶ
のエネルギーにてＶｂ、ＶＩｂ族のイオン注入を行っ
た。オージェ電子分光装置などの表面解析機器により、
イオン注入を行ったＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基合金の
表面深さの分析を行い、Ｖｂ、ＶＩｂ族のイオンが表面
より約１．０μｍの深さまで存在することを確認した。
合金に対し、イオン注入装置により５０〜１５０ｋｅＶ
のエネルギーにてＶｂ、ＶＩｂ族のイオン注入を行っ
た。オージェ電子分光装置などの表面解析機器により、
イオン注入を行ったＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基合金の
表面深さの分析を行い、Ｖｂ、ＶＩｂ族のイオンが表面
より約１．０μｍの深さまで存在することを確認した。
【００１８】表１はＰ、ＳｅおよびＴｅの各イオンの注
入を行ったＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基合金の高温酸化
試験の結果、すなわち酸化増量（ｇ／ｍ2 ）を示したも
のである。比較例はイオン注入を施さなかったＣｒ（Ｍ
ｎ）含有ＴｉＡｌ基合金である。以上の高温酸化試験に
よりイオン注入を行った場合、酸化よる増量が低い値を
示し、耐酸化性の向上が顕著に認められた。
入を行ったＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基合金の高温酸化
試験の結果、すなわち酸化増量（ｇ／ｍ2 ）を示したも
のである。比較例はイオン注入を施さなかったＣｒ（Ｍ
ｎ）含有ＴｉＡｌ基合金である。以上の高温酸化試験に
よりイオン注入を行った場合、酸化よる増量が低い値を
示し、耐酸化性の向上が顕著に認められた。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、常温延性を改善したＴ
ｉＡｌ基合金の耐酸化性を大幅に向上することができた
ので、優れた延性と耐酸化性を兼ね備えたＴｉＡｌ基合
金を提供することができ、その工業的効果は大きい。
ｉＡｌ基合金の耐酸化性を大幅に向上することができた
ので、優れた延性と耐酸化性を兼ね備えたＴｉＡｌ基合
金を提供することができ、その工業的効果は大きい。
【図１】本発明材（Ｐ、ＳｅおよびＴｅの各イオンの注
入を行ったＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基合金）と比較材
との酸化時間と酸化増量との関係を示す図である。
入を行ったＣｒ（Ｍｎ）含有ＴｉＡｌ基合金）と比較材
との酸化時間と酸化増量との関係を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年２月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＴｉＡｌ基合金は、軽
量で耐熱温度が高く、耐食性にも優れているため、高温
で使用するタービンブレード等に好適である。しかし、
常温での延性が小さい（圧縮率０．４％）ので、圧延な
どによる加工および成形が困難であり、実用化が阻まれ
ていた。また、前記のＴｉＡｌにＣｒ、Ｍｎ等を添加し
た合金は常温延性が改善されるものの１０７３Ｋ以上の
高温における耐酸化性が劣り、実用化に供することが困
難であった。
量で耐熱温度が高く、耐食性にも優れているため、高温
で使用するタービンブレード等に好適である。しかし、
常温での延性が小さい（圧縮率０．４％）ので、圧延な
どによる加工および成形が困難であり、実用化が阻まれ
ていた。また、前記のＴｉＡｌにＣｒ、Ｍｎ等を添加し
た合金は常温延性が改善されるものの１０７３Ｋ以上の
高温における耐酸化性が劣り、実用化に供することが困
難であった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高村 仁一 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔｉ：４０〜５２原子％、Ａｌ：６０〜
４８原子％からなり、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖの元素のうち少な
くとも１種の元素を０．１〜３原子％含有し、Ｐ、Ａ
ｓ、Ｓｂ（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）のうち少
なくとも１種のイオンが注入されて表面改質されたこと
を特徴とする耐酸化性の優れたＴｉＡｌ基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8250492A JPH05287421A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 耐酸化性の優れたＴｉＡｌ基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8250492A JPH05287421A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 耐酸化性の優れたＴｉＡｌ基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287421A true JPH05287421A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=13776336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8250492A Withdrawn JPH05287421A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 耐酸化性の優れたＴｉＡｌ基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05287421A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0770702A1 (de) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | DECHEMA Deutsche Gesellschaft für Chemisches Apparatewesen, Chemische Technik und Biotechnologie e.V. | Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Legierungen auf der Basis TiAl |
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1992
- 1992-04-03 JP JP8250492A patent/JPH05287421A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0770702A1 (de) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | DECHEMA Deutsche Gesellschaft für Chemisches Apparatewesen, Chemische Technik und Biotechnologie e.V. | Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Legierungen auf der Basis TiAl |
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