JPH06116692A - 高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法 - Google Patents
高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH06116692A JPH06116692A JP4290800A JP29080092A JPH06116692A JP H06116692 A JPH06116692 A JP H06116692A JP 4290800 A JP4290800 A JP 4290800A JP 29080092 A JP29080092 A JP 29080092A JP H06116692 A JPH06116692 A JP H06116692A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- intermetallic compound
- region
- tial
- based intermetallic
- 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
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物を
提供する。 【構成】 金属組織が、γ相中に微細なβ相を分散させ
た領域Ａを備えている。その領域Ａにおけるβ相の体積
分率ＶｆはＶｆ≧０．１％に設定される。β相はピンニ
ング効果を発揮してγ相における粒内破壊を防止し、こ
れによりＴｉＡｌ系金属間化合物の高温強度を向上させ
ることができる。
提供する。 【構成】 金属組織が、γ相中に微細なβ相を分散させ
た領域Ａを備えている。その領域Ａにおけるβ相の体積
分率ＶｆはＶｆ≧０．１％に設定される。β相はピンニ
ング効果を発揮してγ相における粒内破壊を防止し、こ
れによりＴｉＡｌ系金属間化合物の高温強度を向上させ
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温強度の優れたＴｉ
Ａｌ系金属間化合物およびその製造方法に関する。
Ａｌ系金属間化合物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＡｌ系金属間化合物は軽量耐熱材料
として期待されており、従来より各種構造を有するもの
が提案されている（例えば、特開平２−２５５３４号公
報、特開平３−１９３８５２号公報参照）。
として期待されており、従来より各種構造を有するもの
が提案されている（例えば、特開平２−２５５３４号公
報、特開平３−１９３８５２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のＴ
ｉＡｌ系金属間化合物は、７５０℃を超える高温域にお
いて強度が不十分であるため、未だ耐熱材料として実用
化されていない。
ｉＡｌ系金属間化合物は、７５０℃を超える高温域にお
いて強度が不十分であるため、未だ耐熱材料として実用
化されていない。
【０００４】本発明は前記に鑑み、金属組織を改善する
ことによって高温強度を向上させることができるように
した前記ＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法を
提供することを目的とする。
ことによって高温強度を向上させることができるように
した前記ＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高強度Ｔｉ
Ａｌ系金属間化合物は、金属組織が、γ相中に微細なβ
相を分散させた領域を備え、その領域におけるβ相の体
積分率ＶｆがＶｆ≧０．１％であることを特徴とする。
Ａｌ系金属間化合物は、金属組織が、γ相中に微細なβ
相を分散させた領域を備え、その領域におけるβ相の体
積分率ＶｆがＶｆ≧０．１％であることを特徴とする。
【０００６】本発明は、金属組織が、γ相中に微細なβ
相を分散させた領域ならびにγ相中にα2 相および微細
なβ相を分散させた領域の何れか一方よりなる第１の領
域と、β相を含まないγ相を有する第２の領域とを備
え、前記第１の領域におけるβ相の体積分率ＶｆがＶｆ
≧０．１％である高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化
合物を製造するに当り、α2 相およびβ相の少なくとも
一方の相とγ相とを有する金属組織を備えたＴｉＡｌ系
金属間化合物素材に、処理温度をα相およびγ相が存在
する温度に設定した溶体化処理を施して、γ相および過
飽和α2 相を有する金属組織を備えた中間体を得る第１
工程と、その中間体に、処理温度をα2 相およびγ相が
存在する温度に設定した人工時効処理を施す第２工程と
を用いることを特徴とする。
相を分散させた領域ならびにγ相中にα2 相および微細
なβ相を分散させた領域の何れか一方よりなる第１の領
域と、β相を含まないγ相を有する第２の領域とを備
え、前記第１の領域におけるβ相の体積分率ＶｆがＶｆ
≧０．１％である高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化
合物を製造するに当り、α2 相およびβ相の少なくとも
一方の相とγ相とを有する金属組織を備えたＴｉＡｌ系
金属間化合物素材に、処理温度をα相およびγ相が存在
する温度に設定した溶体化処理を施して、γ相および過
飽和α2 相を有する金属組織を備えた中間体を得る第１
工程と、その中間体に、処理温度をα2 相およびγ相が
存在する温度に設定した人工時効処理を施す第２工程と
を用いることを特徴とする。
【０００７】
【作用】ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織を前記のよ
うに構成すると、その金属間化合物の高温強度を向上さ
せることが可能となる。これは、γ相中に分散する微細
なβ相がピンニング効果（ピン止め効果）を発揮するの
で、γ相における粒内破壊が防止されることに起因す
る。ただし、β相の体積分率ＶｆがＶｆ＜０．１％では
十分なピンニング効果を得ることができない。またβ相
が相隣る両領域間、したがって粒界に存在していたので
は、高温強度向上効果は得られない。
うに構成すると、その金属間化合物の高温強度を向上さ
せることが可能となる。これは、γ相中に分散する微細
なβ相がピンニング効果（ピン止め効果）を発揮するの
で、γ相における粒内破壊が防止されることに起因す
る。ただし、β相の体積分率ＶｆがＶｆ＜０．１％では
十分なピンニング効果を得ることができない。またβ相
が相隣る両領域間、したがって粒界に存在していたので
は、高温強度向上効果は得られない。
【０００８】前記製造方法において、ＴｉＡｌ系金属間
化合物素材に、前記処理温度および急冷を採用した溶体
化処理を施すと、中間体におけるα2 相およびγ相の粗
大化を防止することができる。そして、中間体に前記処
理温度にて人工時効処理を施すと、α2 相中にγ相が析
出し、またそのγ相中に微細なβ相が分散状態で析出す
る。さらに溶体化処理における処理温度によっては、β
相を含まないγ相も残存する。この場合、溶体化処理条
件および人工時効処理条件によって、γ相中にβ相と共
にα2 相が分散する。
化合物素材に、前記処理温度および急冷を採用した溶体
化処理を施すと、中間体におけるα2 相およびγ相の粗
大化を防止することができる。そして、中間体に前記処
理温度にて人工時効処理を施すと、α2 相中にγ相が析
出し、またそのγ相中に微細なβ相が分散状態で析出す
る。さらに溶体化処理における処理温度によっては、β
相を含まないγ相も残存する。この場合、溶体化処理条
件および人工時効処理条件によって、γ相中にβ相と共
にα2 相が分散する。
【０００９】
【実施例】図１は、ＴｉＡｌ系金属間化合物（以下、Ｔ
ｉＡｌ系ＩＭＣと称す）の金属組織の一例を示す概略図
であり、その金属組織は、γ相（ＴｉＡｌ相）中に微細
なβ相（Ｂ２型規則β相）を分散させた無数の領域Ａよ
り構成されている。またγ相中にはβ相の外にα2 相
（Ｔｉ3 Ａｌ相）が分散することもある。
ｉＡｌ系ＩＭＣと称す）の金属組織の一例を示す概略図
であり、その金属組織は、γ相（ＴｉＡｌ相）中に微細
なβ相（Ｂ２型規則β相）を分散させた無数の領域Ａよ
り構成されている。またγ相中にはβ相の外にα2 相
（Ｔｉ3 Ａｌ相）が分散することもある。
【００１０】このように構成すると、γ相中に分散する
微細なβ相がピンニング効果を発揮するので、γ相にお
ける粒内破壊が防止され、これによりＴｉＡｌ系ＩＭＣ
の高温強度を向上させることができる。各領域Ａにおけ
るβ相の体積分率Ｖｆは、前記効果を得るためにＶｆ≧
０．１％に設定される。なお、γ相中に分散するα2相
は、ＴｉＡｌ系ＩＭＣの高温強度向上には寄与しない。
微細なβ相がピンニング効果を発揮するので、γ相にお
ける粒内破壊が防止され、これによりＴｉＡｌ系ＩＭＣ
の高温強度を向上させることができる。各領域Ａにおけ
るβ相の体積分率Ｖｆは、前記効果を得るためにＶｆ≧
０．１％に設定される。なお、γ相中に分散するα2相
は、ＴｉＡｌ系ＩＭＣの高温強度向上には寄与しない。
【００１１】図２は、ＴｉＡｌ系ＩＭＣの金属組織の他
例を示す概略図であり、その金属組織は、γ相中に微細
なβ相を分散させた無数の第１の領域Ａと、β相を含ま
ないγ相を有する無数の第２の領域Ｂとより構成されて
いる。また第１の領域Ａにおいて、そのγ相中にはβ相
の外にα2 相が分散することもある。
例を示す概略図であり、その金属組織は、γ相中に微細
なβ相を分散させた無数の第１の領域Ａと、β相を含ま
ないγ相を有する無数の第２の領域Ｂとより構成されて
いる。また第１の領域Ａにおいて、そのγ相中にはβ相
の外にα2 相が分散することもある。
【００１２】このように構成した場合にも、第１の領域
Ａの存在により前記同様の効果が得られ、その効果を得
るために、各第１の領域Ａにおけるβ相の体積分率Ｖｆ
はＶｆ≧０．１％に設定され、また金属組織における第
１の領域Ａの体積分率ＶｆはＶｆ≧１％に設定される。
なお、α2 相およびβ相を含まないγ相、したがって第
２の領域ＢはＴｉＡｌ系ＩＭＣの高温強度向上には寄与
しない。
Ａの存在により前記同様の効果が得られ、その効果を得
るために、各第１の領域Ａにおけるβ相の体積分率Ｖｆ
はＶｆ≧０．１％に設定され、また金属組織における第
１の領域Ａの体積分率ＶｆはＶｆ≧１％に設定される。
なお、α2 相およびβ相を含まないγ相、したがって第
２の領域ＢはＴｉＡｌ系ＩＭＣの高温強度向上には寄与
しない。
【００１３】前記のような金属組織の相違はＴｉＡｌ系
ＩＭＣの製造条件に起因する。例えば、図２の金属組織
を備えたＴｉＡｌ系ＩＭＣの製造に当っては次のような
手段が採用される。即ち、α2 相およびβ相の少なくと
も一方の相とγ相とを有する金属組織を備えたＴｉＡｌ
系ＩＭＣ素材に、処理温度をα相およびγ相が存在する
温度に設定した溶体化処理を施してγ相および過飽和α
2 相を有する金属組織を備えた中間体を得る第１工程
と、その中間体に、処理温度をα2 相およびγ相が存在
する温度に設定した人工時効処理を施す第２工程とが用
いられる。 ＴｉＡｌ系ＩＭＣ素材は、３６原子％≦Ａ
ｌ≦５２原子％、および４８原子％≦Ｔｉ≦６４原子％
の外に、第３元素として、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｉおよび
Ｗから選択される少なくとも一種のβ域拡大元素Ｅを含
有し、そのβ域拡大元素Ｅの含有量はＥ≧０．５原子％
に設定される。Ａｌ、Ｔｉおよびβ域拡大元素Ｅの含有
量が前記範囲を逸脱すると、前記のような金属組織を備
えたＴｉＡｌ系ＩＭＣを得ることができない。
ＩＭＣの製造条件に起因する。例えば、図２の金属組織
を備えたＴｉＡｌ系ＩＭＣの製造に当っては次のような
手段が採用される。即ち、α2 相およびβ相の少なくと
も一方の相とγ相とを有する金属組織を備えたＴｉＡｌ
系ＩＭＣ素材に、処理温度をα相およびγ相が存在する
温度に設定した溶体化処理を施してγ相および過飽和α
2 相を有する金属組織を備えた中間体を得る第１工程
と、その中間体に、処理温度をα2 相およびγ相が存在
する温度に設定した人工時効処理を施す第２工程とが用
いられる。 ＴｉＡｌ系ＩＭＣ素材は、３６原子％≦Ａ
ｌ≦５２原子％、および４８原子％≦Ｔｉ≦６４原子％
の外に、第３元素として、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｉおよび
Ｗから選択される少なくとも一種のβ域拡大元素Ｅを含
有し、そのβ域拡大元素Ｅの含有量はＥ≧０．５原子％
に設定される。Ａｌ、Ｔｉおよびβ域拡大元素Ｅの含有
量が前記範囲を逸脱すると、前記のような金属組織を備
えたＴｉＡｌ系ＩＭＣを得ることができない。
【００１４】溶体化処理における処理温度は、具体的に
はＴｉ−Ａｌ系状態図において、α相＋γ相→α2 相＋
γ相の反応を生じる共析線ＥL 以上、α相→α相＋γ相
の反応を生じるα変態曲線（alpha transus ）ＴL 以下
に設定される。これは、中間体におけるα2 相およびγ
相の粗大化を防止するためである。
はＴｉ−Ａｌ系状態図において、α相＋γ相→α2 相＋
γ相の反応を生じる共析線ＥL 以上、α相→α相＋γ相
の反応を生じるα変態曲線（alpha transus ）ＴL 以下
に設定される。これは、中間体におけるα2 相およびγ
相の粗大化を防止するためである。
【００１５】また溶体化処理における冷却速度は、油焼
入れにおける冷却速度よりも速くなるように設定され
る。これは、冷却速度が油焼入れのそれよりも遅い場合
には、α2 相中にγ相が層状に析出するおそれがあるか
らである。
入れにおける冷却速度よりも速くなるように設定され
る。これは、冷却速度が油焼入れのそれよりも遅い場合
には、α2 相中にγ相が層状に析出するおそれがあるか
らである。
【００１６】人工時効処理における処理温度は、具体的
には７００℃以上、前記共析線ＥL以下に設定される。
この温度範囲にて、γ相中に微細なβ相を分散状態で析
出させることができる。
には７００℃以上、前記共析線ＥL以下に設定される。
この温度範囲にて、γ相中に微細なβ相を分散状態で析
出させることができる。
【００１７】溶体化処理および人工時効処理における加
熱時間は、それらの処理を実効あるものとするため５分
間以上に設定される。
熱時間は、それらの処理を実効あるものとするため５分
間以上に設定される。
【００１８】以下、具体例について説明する。
【００１９】先ず、純度９９．９９％のアルミニウムシ
ョット、純度９９．８％のスポンジチタンおよびＣｒ−
Ｎｂ合金を、４７原子％Ａｌ、２原子％Ｃｒ、２原子％
Ｎｂおよび残部Ｔｉとなるように秤量して原料を調製し
た。
ョット、純度９９．８％のスポンジチタンおよびＣｒ−
Ｎｂ合金を、４７原子％Ａｌ、２原子％Ｃｒ、２原子％
Ｎｂおよび残部Ｔｉとなるように秤量して原料を調製し
た。
【００２０】原料をプラズマ溶解炉により溶解して約２
０kgのインゴットを溶製し、次いでインゴットに、その
均質化および鋳造欠陥の除去を目的として、１２００
℃、４８時間の条件下で均質化処理を施し、その後、イ
ンゴットに１２００℃、３時間、１９３ＭＰａの条件下
で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理を施し、さらに、得
られたプレス品に、真空恒温鍛造により、１２００℃の
条件下で加工率８０％（高さ比）の据込み加工を施し
た。このようにして得られた据込み加工品より複数のＴ
ｉＡｌ系ＩＭＣ素材を切出した。これらＴｉＡｌ系ＩＭ
Ｃ素材の金属組織は、無数のγ相と、その粒界に析出し
たβ相およびα2 相とより構成されていた。
０kgのインゴットを溶製し、次いでインゴットに、その
均質化および鋳造欠陥の除去を目的として、１２００
℃、４８時間の条件下で均質化処理を施し、その後、イ
ンゴットに１２００℃、３時間、１９３ＭＰａの条件下
で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理を施し、さらに、得
られたプレス品に、真空恒温鍛造により、１２００℃の
条件下で加工率８０％（高さ比）の据込み加工を施し
た。このようにして得られた据込み加工品より複数のＴ
ｉＡｌ系ＩＭＣ素材を切出した。これらＴｉＡｌ系ＩＭ
Ｃ素材の金属組織は、無数のγ相と、その粒界に析出し
たβ相およびα2 相とより構成されていた。
【００２１】各ＴｉＡｌ系ＩＭＣ素材に、１２００〜１
３００℃にて２時間の加熱を行い、次いで水焼入を行う
溶体化処理を施して中間体を得た。各中間体は、γ相お
よび過飽和α2 相を有する金属組織を備え、そのγ相中
にはβ相は析出していなかった。
３００℃にて２時間の加熱を行い、次いで水焼入を行う
溶体化処理を施して中間体を得た。各中間体は、γ相お
よび過飽和α2 相を有する金属組織を備え、そのγ相中
にはβ相は析出していなかった。
【００２２】その後各中間体に、真空中、９００〜１２
００℃にて１〜１２時間加熱する人工時効処理を施して
実施例および比較例に係るＴｉＡｌ系ＩＭＣを得た。
００℃にて１〜１２時間加熱する人工時効処理を施して
実施例および比較例に係るＴｉＡｌ系ＩＭＣを得た。
【００２３】表１は、実施例（１）〜（３）および比較
例（１），（２）についての溶体化処理条件および人工
時効処理条件を示す。なお、比較例（２）はＴｉＡｌ系
ＩＭＣ素材である。
例（１），（２）についての溶体化処理条件および人工
時効処理条件を示す。なお、比較例（２）はＴｉＡｌ系
ＩＭＣ素材である。
【００２４】
【表１】 図３は、実施例（１）等、したがってＣｒおよびＮｂの
含有量をそれぞれ２原子％に設定されたＴｉＡｌ系ＩＭ
Ｃの状態図を示す。表１および図３から明らかなよう
に、実施例（１）〜（３）においては、溶体化処理の処
理温度が共析線ＥL 以上、α変態曲線ＴL 以下に設定さ
れ、また人工時効処理の処理温度が７００℃以上、共析
線ＥL 以下に設定されている。比較例（１）の場合は溶
体化処理の処理温度は前記範囲内に設定されているが、
人工時効処理の処理温度は前記範囲の上限値である共析
線ＥL を超えている。
含有量をそれぞれ２原子％に設定されたＴｉＡｌ系ＩＭ
Ｃの状態図を示す。表１および図３から明らかなよう
に、実施例（１）〜（３）においては、溶体化処理の処
理温度が共析線ＥL 以上、α変態曲線ＴL 以下に設定さ
れ、また人工時効処理の処理温度が７００℃以上、共析
線ＥL 以下に設定されている。比較例（１）の場合は溶
体化処理の処理温度は前記範囲内に設定されているが、
人工時効処理の処理温度は前記範囲の上限値である共析
線ＥL を超えている。
【００２５】表２は、実施例（１）〜（３）および比較
例（１），（２）についての金属組織上の構造を示す。
例（１），（２）についての金属組織上の構造を示す。
【００２６】
【表２】 図４（ａ）は、実施例（１）の金属組織を示す顕微鏡写
真（２０００倍）であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の要
部概略写図である。この金属組織は図２のものに対応
し、したがってγ相およびβ相を有する第１の領域Ａ
と、β相を含まないγ相を有する第２の領域Ｂとを備え
ている。
真（２０００倍）であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の要
部概略写図である。この金属組織は図２のものに対応
し、したがってγ相およびβ相を有する第１の領域Ａ
と、β相を含まないγ相を有する第２の領域Ｂとを備え
ている。
【００２７】図５（ａ）は、比較例（１）の金属組織を
示す顕微鏡写真（２０００倍）であり、同図（ｂ）は同
図（ａ）の要部概略写図である。この金属組織において
は、γ相の粒界にα2 相およびβ相が析出しており、γ
相中にはα2 相およびβ相は存在しない。
示す顕微鏡写真（２０００倍）であり、同図（ｂ）は同
図（ａ）の要部概略写図である。この金属組織において
は、γ相の粒界にα2 相およびβ相が析出しており、γ
相中にはα2 相およびβ相は存在しない。
【００２８】図６は、比較例（２）の金属組織を示す顕
微鏡写真（５００倍）であり、比較的白い小さな島状部
分がβ相、それよりも濃い色の小さな島状部分がα2 相
であり、他の部分はγ相である。β相およびα2 相はγ
相の粒界に析出しており、またγ相中にはα2 相および
β相は存在しない。
微鏡写真（５００倍）であり、比較的白い小さな島状部
分がβ相、それよりも濃い色の小さな島状部分がα2 相
であり、他の部分はγ相である。β相およびα2 相はγ
相の粒界に析出しており、またγ相中にはα2 相および
β相は存在しない。
【００２９】図７は、実施例（１）〜（３）および比較
例（１），（２）についての常温から９００℃までの引
張試験結果を示す。図中、線ａ1 が実施例（１）に、線
ａ2が実施例（２）に、線ａ3 が実施例（３）に、線ｂ
1 が比較例（１）に、線ｂ2が比較例（２）にそれぞれ
該当する。
例（１），（２）についての常温から９００℃までの引
張試験結果を示す。図中、線ａ1 が実施例（１）に、線
ａ2が実施例（２）に、線ａ3 が実施例（３）に、線ｂ
1 が比較例（１）に、線ｂ2が比較例（２）にそれぞれ
該当する。
【００３０】図７より、線ａ1 〜ａ3 で示す実施例
（１）〜（３）は、線ｂ1 ，ｂ2 で示す比較例（１），
（２）に比べて優れた高温強度を有することが判る。ま
た実施例（１）〜（３）においては、第１の領域Ａ中の
β相の体積分率Ｖｆの増加に伴い高温強度が向上し、特
に、線ａ1 ，ａ2 で示す実施例（１），（２）の場合、
約６６０〜約８８０℃において常温強度よりも高温強度
が高くなり、また８００℃において最大強度を示す。
（１）〜（３）は、線ｂ1 ，ｂ2 で示す比較例（１），
（２）に比べて優れた高温強度を有することが判る。ま
た実施例（１）〜（３）においては、第１の領域Ａ中の
β相の体積分率Ｖｆの増加に伴い高温強度が向上し、特
に、線ａ1 ，ａ2 で示す実施例（１），（２）の場合、
約６６０〜約８８０℃において常温強度よりも高温強度
が高くなり、また８００℃において最大強度を示す。
【００３１】この種ＴｉＡｌ系ＩＭＣにおいて、β相の
存在による高温強度確保のためには、β相の体積分率Ｖ
ｆは、Ｖｆ≧０．１％に設定される。
存在による高温強度確保のためには、β相の体積分率Ｖ
ｆは、Ｖｆ≧０．１％に設定される。
【００３２】表３は、実施例（４）〜（８）と比較例
（３）における溶体化処理条件、第１の領域Ａの体積分
率Ｖｆ、第１の領域Ａ中のβ相の体積分率Ｖｆおよび伸
びを示す。なお、人工時効処理は、９００℃、１２時間
の条件下で行われた。
（３）における溶体化処理条件、第１の領域Ａの体積分
率Ｖｆ、第１の領域Ａ中のβ相の体積分率Ｖｆおよび伸
びを示す。なお、人工時効処理は、９００℃、１２時間
の条件下で行われた。
【００３３】
【表３】 図８は、表３の関係を図示したもので、図中の点（４）
〜（８）、（３）は実施例（４）〜（８）、比較例
（３）にそれぞれ対応する。
〜（８）、（３）は実施例（４）〜（８）、比較例
（３）にそれぞれ対応する。
【００３４】図８より、ＴｉＡｌ系ＩＭＣの伸びは第１
の領域Ａの体積分率Ｖｆ≒１％に変曲点を持つことが明
らかであり、したがってＴｉＡｌ系ＩＭＣの延性を確保
するためには、第１の領域Ａの体積分率ＶｆはＶｆ≧１
％に設定される。
の領域Ａの体積分率Ｖｆ≒１％に変曲点を持つことが明
らかであり、したがってＴｉＡｌ系ＩＭＣの延性を確保
するためには、第１の領域Ａの体積分率ＶｆはＶｆ≧１
％に設定される。
【００３５】
【発明の効果】本発明に係るＴｉＡｌ系金属間化合物
は、前記のように特定された金属組織を備えることによ
って優れた高温強度を有するもので、８００℃程度の高
温域で使用される構造部材用軽量耐熱材料として有効で
ある。
は、前記のように特定された金属組織を備えることによ
って優れた高温強度を有するもので、８００℃程度の高
温域で使用される構造部材用軽量耐熱材料として有効で
ある。
【００３６】また本発明に係る製造方法によれば、前記
ＴｉＡｌ系金属間化合物を確実に製造することができ
る。
ＴｉＡｌ系金属間化合物を確実に製造することができ
る。
【図１】ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織の一例を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織の他例を示
す概略図である。
す概略図である。
【図３】ＴｉＡｌ系金属間化合物の状態図である。
【図４】（ａ）は、実施例に係るＴｉＡｌ系金属間化合
物の金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は（ａ）の要部
概略写図である。
物の金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は（ａ）の要部
概略写図である。
【図５】（ａ）は、比較例に係るＴｉＡｌ系金属間化合
物の金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は（ａ）の要部
概略写図である。
物の金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は（ａ）の要部
概略写図である。
【図６】ＴｉＡｌ系金属間化合物素材の金属組織を示す
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図７】温度と０．２％耐力との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図８】第１の領域の体積分率Ｖｆと伸びとの関係を示
すグラフである。
すグラフである。
Ａ，Ｂ 領域 γ γ相 β β相
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１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】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】溶体化処理における処理温度は、具体的に
はＴｉ−Ａｌ系状態図において、α相＋γ相→α2 相＋
γ相の反応を生じる共析線ＥL 以上、α相→α相＋γ相
の反応を生じるα変態曲線（alpha trasus）ＴL 以下に
設定される。これは、中間体におけるα2 相およびγ相
の粗大化を防止するためである。
はＴｉ−Ａｌ系状態図において、α相＋γ相→α2 相＋
γ相の反応を生じる共析線ＥL 以上、α相→α相＋γ相
の反応を生じるα変態曲線（alpha trasus）ＴL 以下に
設定される。これは、中間体におけるα2 相およびγ相
の粗大化を防止するためである。
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】溶体化処理における処理温度は、具体的に
はＴｉ−Ａｌ系状態図において、α相＋γ相→α2 相＋
γ相の反応を生じる共析線ＥL 以上、α相→α相＋γ相
の反応を生じるα変態曲線（alpha transus）ＴL 以下
に設定される。これは、中間体におけるα2 相およびγ
相の粗大化を防止するためである。
はＴｉ−Ａｌ系状態図において、α相＋γ相→α2 相＋
γ相の反応を生じる共析線ＥL 以上、α相→α相＋γ相
の反応を生じるα変態曲線（alpha transus）ＴL 以下
に設定される。これは、中間体におけるα2 相およびγ
相の粗大化を防止するためである。
Claims (12)
- 【請求項１】 金属組織が、γ相中に微細なβ相を分散
させた領域を備え、その領域におけるβ相の体積分率Ｖ
ｆがＶｆ≧０．１％であることを特徴とする高温強度の
優れたＴｉＡｌ系金属間化合物。 - 【請求項２】 前記領域におけるγ相中にα2 相が分散
している、請求項１記載の高温強度の優れたＴｉＡｌ系
金属間化合物。 - 【請求項３】 金属組織が、γ相中に微細なβ相を分散
させた第１の領域と、β相を含まないγ相を有する第２
の領域とを備え、前記第１の領域におけるβ相の体積分
率ＶｆがＶｆ≧０．１％であることを特徴とする高温強
度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物。 - 【請求項４】 前記第１の領域におけるγ相中にα2 相
が分散している、請求項３記載の高温強度の優れたＴｉ
Ａｌ系金属間化合物。 - 【請求項５】 前記金属組織における前記第１の領域の
体積分率ＶｆがＶｆ≧１％である、請求項３または４記
載の高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物。 - 【請求項６】 Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、ＳｉおよびＷから選択さ
れる少なくとも一種のβ域拡大元素Ｅを含有し、そのβ
域拡大元素Ｅの含有量がＥ≧０．５原子％である、請求
項１，２，３，４または５記載の高温強度の優れたＴｉ
Ａｌ系金属間化合物。 - 【請求項７】 金属組織が、γ相中に微細なβ相を分散
させた領域ならびにγ相中にα2 相および微細なβ相を
分散させた領域の何れか一方よりなる第１の領域と、β
相を含まないγ相を有する第２の領域とを備え、前記第
１の領域におけるβ相の体積分率ＶｆがＶｆ≧０．１％
である高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物を製造
するに当り、α2 相およびβ相の少なくとも一方の相と
γ相とを有する金属組織を備えたＴｉＡｌ系金属間化合
物素材に、処理温度をα相およびγ相が存在する温度に
設定した溶体化処理を施して、γ相および過飽和α2 相
を有する金属組織を備えた中間体を得る第１工程と、そ
の中間体に、処理温度をα2 相およびγ相が存在する温
度に設定した人工時効処理を施す第２工程とを用いるこ
とを特徴とする高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合
物の製造方法。 - 【請求項８】 前記溶体化処理における処理温度が、α
相＋γ相→α2 相＋γ相の反応を生じる共析線ＥL 以
上、α相→α相＋γ相の反応を生じるα変態曲線（alph
a transus ）ＴL 以下であり、また前記人工時効処理に
おける処理温度が、７００℃以上、前記共析線ＥL 以下
である、請求項７記載の高温強度の優れたＴｉＡｌ系金
属間化合物の製造方法。 - 【請求項９】 前記溶体化処理における冷却速度は、油
焼入れにおける冷却速度よりも速くなるように設定され
る、請求項７または８記載の高温強度の優れたＴｉＡｌ
系金属間化合物の製造方法。 - 【請求項１０】 前記溶体化処理における加熱時間は５
分間以上に設定される、請求項７，８または９記載の高
温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方法。 - 【請求項１１】 前記人工時効処理における加熱時間は
５分間以上に設定される、請求項７，８，９または１０
記載の高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物の製造
方法。 - 【請求項１２】 前記ＴｉＡｌ系金属間化合物素材が、
Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍ
ｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、ＳｉおよびＷから選択される少なくと
も一種のβ域拡大元素Ｅを含有し、そのβ域拡大元素Ｅ
の含有量がＥ≧０．５原子％である、請求項７，８，
９，１０または１１記載の高温強度の優れたＴｉＡｌ系
金属間化合物の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290800A JPH06116692A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法 |
| US08/131,884 US5431754A (en) | 1992-10-05 | 1993-10-05 | TiAl-based intermetallic compound with excellent high temperature strength |
| EP93307905A EP0592189B1 (en) | 1992-10-05 | 1993-10-05 | TiAl-based intermetallic compound |
| DE69319530T DE69319530T2 (de) | 1992-10-05 | 1993-10-05 | TiAl basierende intermetallische Verbindung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290800A JPH06116692A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116692A true JPH06116692A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17760663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4290800A Pending JPH06116692A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5431754A (ja) |
| EP (1) | EP0592189B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06116692A (ja) |
| DE (1) | DE69319530T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996012827A1 (fr) * | 1994-10-25 | 1996-05-02 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | ALLIAGE A BASE DE COMPOSE INTERMETALLIQUE DE TiAl ET PROCEDE DE FABRICATION DUDIT ALLIAGE |
| JP2011236503A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Boehler Schmiedetechnik Gmbh & Co Kg | チタン−アルミニウム基合金から成る部材の製造方法及び部材 |
| CN110144536A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-20 | 南昌航空大学 | 一种具有细小片层组织的TiAl基合金的处理方法 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3492118B2 (ja) | 1996-10-28 | 2004-02-03 | 三菱重工業株式会社 | ＴｉＡｌ金属間化合物基合金 |
| WO1998022629A2 (en) * | 1996-11-22 | 1998-05-28 | Dongjian Li | A new class of beta titanium-based alloys with high strength and good ductility |
| DE19735841A1 (de) * | 1997-08-19 | 1999-02-25 | Geesthacht Gkss Forschung | Legierung auf der Basis von Titanaluminiden |
| DE19812444B4 (de) * | 1998-03-21 | 2004-02-19 | Max-Planck-Institut Für Eisenforschung GmbH | TiAl-Basislegierung |
| US6174387B1 (en) | 1998-09-14 | 2001-01-16 | Alliedsignal, Inc. | Creep resistant gamma titanium aluminide alloy |
| US6283195B1 (en) | 1999-02-02 | 2001-09-04 | Metal Casting Technology, Incorporated | Passivated titanium aluminide tooling |
| CN1646718A (zh) * | 2002-02-11 | 2005-07-27 | 弗吉尼亚大学专利基金会 | 体相固化的高锰非铁磁性非晶形合金钢及其使用和制备的相关方法 |
| USRE47863E1 (en) | 2003-06-02 | 2020-02-18 | University Of Virginia Patent Foundation | Non-ferromagnetic amorphous steel alloys containing large-atom metals |
| WO2005024075A2 (en) * | 2003-06-02 | 2005-03-17 | University Of Virginia Patent Foundation | Non-ferromagnetic amorphous steel alloys containing large-atom metals |
| US7763125B2 (en) * | 2003-06-02 | 2010-07-27 | University Of Virginia Patent Foundation | Non-ferromagnetic amorphous steel alloys containing large-atom metals |
| DE102004056582B4 (de) * | 2004-11-23 | 2008-06-26 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Legierung auf der Basis von Titanaluminiden |
| US9051630B2 (en) * | 2005-02-24 | 2015-06-09 | University Of Virginia Patent Foundation | Amorphous steel composites with enhanced strengths, elastic properties and ductilities |
| DE102007051499A1 (de) * | 2007-10-27 | 2009-04-30 | Mtu Aero Engines Gmbh | Werkstoff für ein Gasturbinenbauteil, Verfahren zur Herstellung eines Gasturbinenbauteils sowie Gasturbinenbauteil |
| DE102007060587B4 (de) * | 2007-12-13 | 2013-01-31 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH | Titanaluminidlegierungen |
| JP5291849B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2013-09-18 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | クリップタイプテンショナ |
| US8876992B2 (en) * | 2010-08-30 | 2014-11-04 | United Technologies Corporation | Process and system for fabricating gamma TiAl turbine engine components |
| CN102419279B (zh) * | 2011-09-02 | 2013-06-19 | 中南大学 | 一种TiAl基合金金相试样的腐蚀方法 |
| EP3553193A1 (de) * | 2014-07-14 | 2019-10-16 | MTU Aero Engines GmbH | Al - reiche hochtemperatur - tial - legierung |
| US9963977B2 (en) | 2014-09-29 | 2018-05-08 | United Technologies Corporation | Advanced gamma TiAl components |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141740A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-28 | Natl Res Inst For Metals | 金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
| US5076858A (en) * | 1989-05-22 | 1991-12-31 | General Electric Company | Method of processing titanium aluminum alloys modified by chromium and niobium |
| JPH03193837A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Honda Motor Co Ltd | 高温耐酸化性金属間化合物ＴｉＡｌ系合金 |
| EP0464366B1 (de) * | 1990-07-04 | 1994-11-30 | Asea Brown Boveri Ag | Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks aus einer dotierstoffhaltigen Legierung auf der Basis Titanaluminid |
| JP2678083B2 (ja) * | 1990-08-28 | 1997-11-17 | 日産自動車株式会社 | Ｔｉ―Ａｌ系軽量耐熱材料 |
| GB9025486D0 (en) * | 1990-11-23 | 1991-01-09 | Rolls Royce Plc | Ni-ti-al alloys |
| JP2546551B2 (ja) * | 1991-01-31 | 1996-10-23 | 新日本製鐵株式会社 | γ及びβ二相ＴｉＡｌ基金属間化合物合金及びその製造方法 |
| US5370839A (en) * | 1991-07-05 | 1994-12-06 | Nippon Steel Corporation | Tial-based intermetallic compound alloys having superplasticity |
| US5226985A (en) * | 1992-01-22 | 1993-07-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method to produce gamma titanium aluminide articles having improved properties |
-
1992
- 1992-10-05 JP JP4290800A patent/JPH06116692A/ja active Pending
-
1993
- 1993-10-05 EP EP93307905A patent/EP0592189B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-05 US US08/131,884 patent/US5431754A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-05 DE DE69319530T patent/DE69319530T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996012827A1 (fr) * | 1994-10-25 | 1996-05-02 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | ALLIAGE A BASE DE COMPOSE INTERMETALLIQUE DE TiAl ET PROCEDE DE FABRICATION DUDIT ALLIAGE |
| US6051084A (en) * | 1994-10-25 | 2000-04-18 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | TiAl intermetallic compound-based alloys and methods for preparing same |
| JP2011236503A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Boehler Schmiedetechnik Gmbh & Co Kg | チタン−アルミニウム基合金から成る部材の製造方法及び部材 |
| CN110144536A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-20 | 南昌航空大学 | 一种具有细小片层组织的TiAl基合金的处理方法 |
| CN110144536B (zh) * | 2019-06-06 | 2021-07-16 | 南昌航空大学 | 一种具有细小片层组织的TiAl基合金的处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69319530T2 (de) | 1998-10-29 |
| EP0592189B1 (en) | 1998-07-08 |
| DE69319530D1 (de) | 1998-08-13 |
| US5431754A (en) | 1995-07-11 |
| EP0592189A1 (en) | 1994-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06116692A (ja) | 高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法 | |
| US6132526A (en) | Titanium-based intermetallic alloys | |
| JP3786452B2 (ja) | 近似γチタンアルミナイド合金で形作られた製造物を熱機械的に処理するための方法 | |
| US5304263A (en) | Titanium alloy part | |
| US5124121A (en) | Titanium base alloy for excellent formability | |
| US5226985A (en) | Method to produce gamma titanium aluminide articles having improved properties | |
| US5653828A (en) | Method to procuce fine-grained lamellar microstructures in gamma titanium aluminides | |
| JPH10195563A (ja) | 耐熱性に優れたＴｉ合金およびその処理方法 | |
| JPH09137244A (ja) | アルミニウム合金の押出加工法及びそれにより得られる高強度、高靭性のアルミニウム合金材料 | |
| JPH0138868B2 (ja) | ||
| US5256369A (en) | Titanium base alloy for excellent formability and method of making thereof and method of superplastic forming thereof | |
| US5417781A (en) | Method to produce gamma titanium aluminide articles having improved properties | |
| JPS63171862A (ja) | ＴｉＡ１基耐熱合金の製造方法 | |
| US5125986A (en) | Process for preparing titanium and titanium alloy having fine acicular microstructure | |
| US5362441A (en) | Ti-Al-V-Mo-O alloys with an iron group element | |
| US5281285A (en) | Tri-titanium aluminide alloys having improved combination of strength and ductility and processing method therefor | |
| EP0229075B1 (en) | High strength, ductile, low density aluminum alloys and process for making same | |
| US5417779A (en) | High ductility processing for alpha-two titanium materials | |
| JPH05255827A (ja) | ＴｉＡｌ金属間化合物基合金の製造方法 | |
| JP3362428B2 (ja) | β型チタン合金熱間成形品の処理方法 | |
| JPH06340955A (ja) | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物基合金の製造方法 | |
| JP3374553B2 (ja) | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物基合金の製造方法 | |
| JPH1025557A (ja) | ニッケル基超合金の熱処理方法 | |
| JP3328557B2 (ja) | 高強度を有するＴｉＡｌ基金属間化合物合金及びその製造方法 | |
| JP2729011B2 (ja) | 高強度を有するＴｉＡｌ基金属間化合物合金及びその製造方法 |