JPH09324247A - Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法 - Google Patents
Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法Info
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- JPH09324247A JPH09324247A JP16242296A JP16242296A JPH09324247A JP H09324247 A JPH09324247 A JP H09324247A JP 16242296 A JP16242296 A JP 16242296A JP 16242296 A JP16242296 A JP 16242296A JP H09324247 A JPH09324247 A JP H09324247A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法を提供する。
【解決手段】 重量％で、Ｖ：１４〜１６％、Ｃｒ：
２．５〜３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｓｎ：
２．５〜３．５％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物
からなり、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、Ｎお
よびＨがそれぞれＦｅ：０．２５％以下、Ｏ：０．１３
％以下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０５％以下、
Ｈ：０．０１５％以下である組成を有するＴｉ合金鋳物
を、必要に応じて温度：７３０〜１０００℃、圧力：１
０００〜２０００気圧、保持時間：０．５〜４時間の条
件で熱間静水圧プレスしたのち、温度：８００〜１００
０℃、１〜１０時間保持の溶体化処理を施し、ついで、
温度：３００〜４００℃、０．５〜２０時間保持の第１
段目時効処理後、さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜
５０時間保持の第２段目時効処理を施すことを特徴とす
る。
２．５〜３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｓｎ：
２．５〜３．５％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物
からなり、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、Ｎお
よびＨがそれぞれＦｅ：０．２５％以下、Ｏ：０．１３
％以下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０５％以下、
Ｈ：０．０１５％以下である組成を有するＴｉ合金鋳物
を、必要に応じて温度：７３０〜１０００℃、圧力：１
０００〜２０００気圧、保持時間：０．５〜４時間の条
件で熱間静水圧プレスしたのち、温度：８００〜１００
０℃、１〜１０時間保持の溶体化処理を施し、ついで、
温度：３００〜４００℃、０．５〜２０時間保持の第１
段目時効処理後、さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜
５０時間保持の第２段目時効処理を施すことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、引張り強さおよ
び伸びの優れた高強度Ｔｉ合金鋳物を得るため熱処理方
法に関するものであり、特に航空機分野で使用すること
ができる引張り強さおよび伸びの優れた高強度Ｔｉ合金
鋳物構造部材を得るための熱処理方法に関するものであ
る。
び伸びの優れた高強度Ｔｉ合金鋳物を得るため熱処理方
法に関するものであり、特に航空機分野で使用すること
ができる引張り強さおよび伸びの優れた高強度Ｔｉ合金
鋳物構造部材を得るための熱処理方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に航空機の構造部材は、高強
度、高靱性を有しかつ軽量であることが要求されるとこ
ろから、Ｔｉ合金が使用されている。この航空機の構造
部材用Ｔｉ合金として、ＡＭＳ（Ａｅｒｏｓｐａｃｅ
Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）規格
で規定された重量％で、Ｖ：１４〜１６％、Ｃｒ：２．
５〜３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｓｎ：２．５
〜３．５％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物からな
り、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、ＮおよびＨ
がそれぞれＦｅ：０．２５％以下、Ｏ：０．１３％以
下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：
０．０１５％以下である組成を有するＴｉ合金を使用す
ることは知られている。このＴｉ合金で造られた航空機
構造部材は、通常、鍛練部材で構成されている。この鍛
練部材で構成されている航空機構造部材は、温度：７９
０〜８１５℃、３〜３０分間保持の溶体化処理を施すこ
とも知られている。
度、高靱性を有しかつ軽量であることが要求されるとこ
ろから、Ｔｉ合金が使用されている。この航空機の構造
部材用Ｔｉ合金として、ＡＭＳ（Ａｅｒｏｓｐａｃｅ
Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）規格
で規定された重量％で、Ｖ：１４〜１６％、Ｃｒ：２．
５〜３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｓｎ：２．５
〜３．５％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物からな
り、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、ＮおよびＨ
がそれぞれＦｅ：０．２５％以下、Ｏ：０．１３％以
下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：
０．０１５％以下である組成を有するＴｉ合金を使用す
ることは知られている。このＴｉ合金で造られた航空機
構造部材は、通常、鍛練部材で構成されている。この鍛
練部材で構成されている航空機構造部材は、温度：７９
０〜８１５℃、３〜３０分間保持の溶体化処理を施すこ
とも知られている。
【０００３】航空機構造部材は、近年、ますます形状が
複雑化しており、さらに低コスト化も求められている。
ところが、従来の鍛練部材で一体型複雑形状構造を造る
ことは難しくかつ製造コストがかかるところから、近
年、航空機構造部材を一体型複雑形状構造を比較的簡単
に造ることができかつ製造コストも比較的安い鋳物で造
る試みもなされている（例えば、第１７回 Ｎａｔｉｏ
ｎａｌ ＳＡＭＰＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅ
ｒｅｎｃｅ １９８５ １０月 ２２−２４日開催の予
稿集）。このＴｉ合金鋳物からなる航空機構造部材も、
温度：８４３℃、３０分間保持の溶体化処理を施し、つ
いで、温度：５１０〜５３８℃、８〜１６時間保持の時
効処理を施すとされている。
複雑化しており、さらに低コスト化も求められている。
ところが、従来の鍛練部材で一体型複雑形状構造を造る
ことは難しくかつ製造コストがかかるところから、近
年、航空機構造部材を一体型複雑形状構造を比較的簡単
に造ることができかつ製造コストも比較的安い鋳物で造
る試みもなされている（例えば、第１７回 Ｎａｔｉｏ
ｎａｌ ＳＡＭＰＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅ
ｒｅｎｃｅ １９８５ １０月 ２２−２４日開催の予
稿集）。このＴｉ合金鋳物からなる航空機構造部材も、
温度：８４３℃、３０分間保持の溶体化処理を施し、つ
いで、温度：５１０〜５３８℃、８〜１６時間保持の時
効処理を施すとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ＡＭＳ規
格で規定されたＴｉ合金鋳物で作製した航空機構造部材
は、十分な引張り強さおよび伸びが得られず、Ｔｉ合金
鋳物製航空機構造部材のなお一層高強度化が求められて
いる。
格で規定されたＴｉ合金鋳物で作製した航空機構造部材
は、十分な引張り強さおよび伸びが得られず、Ｔｉ合金
鋳物製航空機構造部材のなお一層高強度化が求められて
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、前記ＡＭＳ規格で規定されたＴ
ｉ合金鋳物で作製した航空機構造部材の強度を改善すべ
く、Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法の研究を行なった結果、
上記ＡＭＳ規格で規定されたＴｉ合金で作製したＴｉ合
金鋳物に、（ａ）温度：８００〜１０００℃、１〜１０
時間保持の溶体化処理を施し、ついで、温度：３００〜
４００℃、０．５〜２０時間保持の第１段目時効処理
後、さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜５０時間保持
の第２段目時効処理を施すことにより、Ｔｉ合金鋳物の
引張り強さおよび伸びを従来よりも向上させることがで
きる、（ｂ）温度：７３０〜１０００℃、圧力：１００
０〜２０００気圧、保持時間：０．５〜４時間の条件で
熱間静水圧プレスしたのち、温度：８００〜１０００
℃、１〜１０時間保持の溶体化処理を施し、ついで、温
度：３００〜４００℃、０．５〜２０時間保持の第１段
目時効処理後、さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜５
０時間保持の第２段目時効処理を施すことにより、Ｔｉ
合金鋳物の強度および伸びを従来よりもさらに一層向上
させることができる、という研究結果が得られたのであ
る。
上述のような観点から、前記ＡＭＳ規格で規定されたＴ
ｉ合金鋳物で作製した航空機構造部材の強度を改善すべ
く、Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法の研究を行なった結果、
上記ＡＭＳ規格で規定されたＴｉ合金で作製したＴｉ合
金鋳物に、（ａ）温度：８００〜１０００℃、１〜１０
時間保持の溶体化処理を施し、ついで、温度：３００〜
４００℃、０．５〜２０時間保持の第１段目時効処理
後、さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜５０時間保持
の第２段目時効処理を施すことにより、Ｔｉ合金鋳物の
引張り強さおよび伸びを従来よりも向上させることがで
きる、（ｂ）温度：７３０〜１０００℃、圧力：１００
０〜２０００気圧、保持時間：０．５〜４時間の条件で
熱間静水圧プレスしたのち、温度：８００〜１０００
℃、１〜１０時間保持の溶体化処理を施し、ついで、温
度：３００〜４００℃、０．５〜２０時間保持の第１段
目時効処理後、さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜５
０時間保持の第２段目時効処理を施すことにより、Ｔｉ
合金鋳物の強度および伸びを従来よりもさらに一層向上
させることができる、という研究結果が得られたのであ
る。
【０００６】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、（１）重量％で、Ｖ：１４〜１
６％、Ｃｒ：２．５〜３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５
％、Ｓｎ：２．５〜３．５％を含有し、残りがＴｉと不
可避不純物からなり、前記不可避不純物のうちＦｅ、
Ｏ、Ｃ、ＮおよびＨがそれぞれＦｅ：０．２５％以下、
Ｏ：０．１３％以下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０
５％以下、Ｈ：０．０１５％以下である組成を有するＴ
ｉ合金鋳物に、温度：８００〜１０００℃、１〜１０時
間保持の溶体化処理を施し、ついで、温度：３００〜４
００℃、０．５〜２０時間保持の第１段目時効処理後、
さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜５０時間保持の第
２段目時効処理を施すＴｉ合金鋳物の熱処理方法、
（２）重量％で、Ｖ：１４〜１６％、Ｃｒ：２．５〜
３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｓｎ：２．５〜
３．５％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物からな
り、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、ＮおよびＨ
がそれぞれＦｅ：０．２５％以下、Ｏ：０．１３％以
下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：
０．０１５％以下である組成を有するＴｉ合金鋳物に、
温度：７３０〜１０００℃、圧力：１０００〜２０００
気圧、保持時間：０．５〜４時間の条件で熱間静水圧プ
レスしたのち、温度：８００〜１０００℃、１〜１０時
間保持の溶体化処理を施し、ついで、温度：３００〜４
００℃、０．５〜２０時間保持の第１段目時効処理後、
さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜５０時間保持の第
２段目時効処理を施すＴｉ合金鋳物の熱処理方法、に特
徴を有するものであり、さらに、（３）前記（１）また
は（２）記載の方法で熱処理したＴｉ合金鋳物、に特徴
を有するものである。
なされたものであって、（１）重量％で、Ｖ：１４〜１
６％、Ｃｒ：２．５〜３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５
％、Ｓｎ：２．５〜３．５％を含有し、残りがＴｉと不
可避不純物からなり、前記不可避不純物のうちＦｅ、
Ｏ、Ｃ、ＮおよびＨがそれぞれＦｅ：０．２５％以下、
Ｏ：０．１３％以下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０
５％以下、Ｈ：０．０１５％以下である組成を有するＴ
ｉ合金鋳物に、温度：８００〜１０００℃、１〜１０時
間保持の溶体化処理を施し、ついで、温度：３００〜４
００℃、０．５〜２０時間保持の第１段目時効処理後、
さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜５０時間保持の第
２段目時効処理を施すＴｉ合金鋳物の熱処理方法、
（２）重量％で、Ｖ：１４〜１６％、Ｃｒ：２．５〜
３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｓｎ：２．５〜
３．５％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物からな
り、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、ＮおよびＨ
がそれぞれＦｅ：０．２５％以下、Ｏ：０．１３％以
下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：
０．０１５％以下である組成を有するＴｉ合金鋳物に、
温度：７３０〜１０００℃、圧力：１０００〜２０００
気圧、保持時間：０．５〜４時間の条件で熱間静水圧プ
レスしたのち、温度：８００〜１０００℃、１〜１０時
間保持の溶体化処理を施し、ついで、温度：３００〜４
００℃、０．５〜２０時間保持の第１段目時効処理後、
さらに温度：４５０〜６２０℃、４〜５０時間保持の第
２段目時効処理を施すＴｉ合金鋳物の熱処理方法、に特
徴を有するものであり、さらに、（３）前記（１）また
は（２）記載の方法で熱処理したＴｉ合金鋳物、に特徴
を有するものである。
【０００７】つぎに、この発明のＴｉ合金鋳物の熱処理
方法において、溶体化処理条件、時効処理条件、および
熱間静水圧プレス条件を上記の通りに限定した理由を説
明する。
方法において、溶体化処理条件、時効処理条件、および
熱間静水圧プレス条件を上記の通りに限定した理由を説
明する。
【０００８】Ａ． 溶体化処理条件 溶体化処理における温度を８００〜１０００℃、保持時
間を１〜１０時間に限定したのは、温度：８００℃未
満、保持時間を１時間未満の溶体化処理では、β単相化
および成分の均一化が計れず、後の時効時に時効効果能
の低減を招くので好ましくなく、一方、溶体化処理温度
を１０００℃を越え、保持時間を１０時間を越えて溶体
化処理すると、素材が軟化して強度の低下を招き、さら
に溶体化処理中に素材の変形を招くので好ましくないこ
とによるものである。溶体化処理条件の一層好ましい範
囲は、温度：８００〜９００℃、保持時間：２〜５時間
である。
間を１〜１０時間に限定したのは、温度：８００℃未
満、保持時間を１時間未満の溶体化処理では、β単相化
および成分の均一化が計れず、後の時効時に時効効果能
の低減を招くので好ましくなく、一方、溶体化処理温度
を１０００℃を越え、保持時間を１０時間を越えて溶体
化処理すると、素材が軟化して強度の低下を招き、さら
に溶体化処理中に素材の変形を招くので好ましくないこ
とによるものである。溶体化処理条件の一層好ましい範
囲は、温度：８００〜９００℃、保持時間：２〜５時間
である。
【０００９】Ｂ．時効処理条件 この発明の時効処理は、１回の時効処理では十分な効果
が得られず、第１段目および第２段目の２回に分けた時
効処理を行うことにより始めて伸びが向上する。その理
由として、第１段目の時効で微細均一な準安定相あるい
はα相を析出させ、第２段目の時効で第１段目の時効で
析出した微細均一な準安定相あるいはα相からσ相を析
出成長させ、所定の引張り強さおよび伸びを得るものと
考えられる。
が得られず、第１段目および第２段目の２回に分けた時
効処理を行うことにより始めて伸びが向上する。その理
由として、第１段目の時効で微細均一な準安定相あるい
はα相を析出させ、第２段目の時効で第１段目の時効で
析出した微細均一な準安定相あるいはα相からσ相を析
出成長させ、所定の引張り強さおよび伸びを得るものと
考えられる。
【００１０】ａ．第１段目の時効処理条件 第１段目の時効処理条件を温度：３００〜４００℃、保
持時間：０．５〜２０時間に限定したのは、第１段目時
効処理を温度：３００℃未満、保持時間：０．５時間未
満で行っても微細均一な準安定相あるいはα相が十分に
析出せず、一方、第１段目時効処理を４００℃を越え、
保持時間を２０時間を越える時間で時効処理すると、粗
大でかつ不均一にα相が析出してしまうので好ましくな
いことによるものである。第１段目の時効処理条件の一
層好ましい範囲は、温度：３００〜４００℃、保持時
間：１〜１０時間である。
持時間：０．５〜２０時間に限定したのは、第１段目時
効処理を温度：３００℃未満、保持時間：０．５時間未
満で行っても微細均一な準安定相あるいはα相が十分に
析出せず、一方、第１段目時効処理を４００℃を越え、
保持時間を２０時間を越える時間で時効処理すると、粗
大でかつ不均一にα相が析出してしまうので好ましくな
いことによるものである。第１段目の時効処理条件の一
層好ましい範囲は、温度：３００〜４００℃、保持時
間：１〜１０時間である。
【００１１】ｂ．第２段目の時効処理条件 第２段目の時効処理条件を温度：４５０〜６２０℃、保
持時間：４〜５０時間に限定したのは、温度：４５０℃
未満、保持時間を４時間未満の第２段目時効処理では十
分なα相の析出成長が計れず、一方、第２段目時効処理
を６２０℃を越え、保持時間が５０時間を越える時間で
時効処理すると、時効硬化性が乏しくなり、十分な強度
が得られなくなってしまうので好ましくないことによる
ものである。第２段目の時効処理条件の一層好ましい範
囲は、温度：４６０〜５５０℃、保持時間：１０〜４０
時間である。
持時間：４〜５０時間に限定したのは、温度：４５０℃
未満、保持時間を４時間未満の第２段目時効処理では十
分なα相の析出成長が計れず、一方、第２段目時効処理
を６２０℃を越え、保持時間が５０時間を越える時間で
時効処理すると、時効硬化性が乏しくなり、十分な強度
が得られなくなってしまうので好ましくないことによる
ものである。第２段目の時効処理条件の一層好ましい範
囲は、温度：４６０〜５５０℃、保持時間：１０〜４０
時間である。
【００１２】Ｃ．熱間静水圧プレス条件 航空機構造部材など高い信頼性を必要とする部材には、
引け巣などの鋳造欠陥の除去、β単相化および成分の均
一化のために必ず熱間静水圧プレスが施されるが、一般
のＴｉ合金鋳物構造部材には熱間静水圧プレスを施さな
い場合もある。しかし、熱間静水圧プレスを施す場合の
条件を温度：７３０〜１０００℃、圧力：１０００〜２
０００気圧、保持時間：０．５〜４時間に限定したの
は、温度：７３０℃未満、圧力：１０００気圧未満、保
持時間：０．５時間未満では、鋳造欠陥を圧着除去する
には十分な効果が得られず、一方、温度が１０００℃を
越え、圧力が２０００気圧を越え、保持時間が２時間を
越えても、より一層の鋳造欠陥除去効果は得られず、非
経済的であるので好ましくないことによるものである。
熱間静水圧プレス条件の一層好ましい範囲は、温度：７
５０〜８５０℃、圧力：１０００〜１５００気圧、保持
時間：１〜２時間である。
引け巣などの鋳造欠陥の除去、β単相化および成分の均
一化のために必ず熱間静水圧プレスが施されるが、一般
のＴｉ合金鋳物構造部材には熱間静水圧プレスを施さな
い場合もある。しかし、熱間静水圧プレスを施す場合の
条件を温度：７３０〜１０００℃、圧力：１０００〜２
０００気圧、保持時間：０．５〜４時間に限定したの
は、温度：７３０℃未満、圧力：１０００気圧未満、保
持時間：０．５時間未満では、鋳造欠陥を圧着除去する
には十分な効果が得られず、一方、温度が１０００℃を
越え、圧力が２０００気圧を越え、保持時間が２時間を
越えても、より一層の鋳造欠陥除去効果は得られず、非
経済的であるので好ましくないことによるものである。
熱間静水圧プレス条件の一層好ましい範囲は、温度：７
５０〜８５０℃、圧力：１０００〜１５００気圧、保持
時間：１〜２時間である。
【００１３】
実施例１ 重量％で、Ｖ：１５％、Ｃｒ：３％、Ａｌ：３％、Ｓ
ｎ：３％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物からな
り、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、ＮおよびＨ
がそれぞれＦｅ：０．１％、Ｏ：０．１％、Ｃ：０．０
０４％、Ｎ：０．０１％、Ｈ：０．００１％である組成
を有するＴｉ合金をブリケットにプレス成形し、このブ
リケットを消耗電極式真空アーク溶解装置にて２段溶解
してインゴットに鋳造し、このインゴットに鍛造加工と
切削加工を施して電極形状とし、これを消耗電極式溶解
遠心鋳造装置にて溶解し、ロストワックス精密鋳造鋳型
に鋳造して直径：１５mm×長さ：２００mmの寸法をもっ
たＴｉ合金丸棒鋳物を作製した。
ｎ：３％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物からな
り、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、ＮおよびＨ
がそれぞれＦｅ：０．１％、Ｏ：０．１％、Ｃ：０．０
０４％、Ｎ：０．０１％、Ｈ：０．００１％である組成
を有するＴｉ合金をブリケットにプレス成形し、このブ
リケットを消耗電極式真空アーク溶解装置にて２段溶解
してインゴットに鋳造し、このインゴットに鍛造加工と
切削加工を施して電極形状とし、これを消耗電極式溶解
遠心鋳造装置にて溶解し、ロストワックス精密鋳造鋳型
に鋳造して直径：１５mm×長さ：２００mmの寸法をもっ
たＴｉ合金丸棒鋳物を作製した。
【００１４】得られたＴｉ合金丸棒鋳物を、真空中、表
１に示される温度および時間保持後、Ａｒガスの吹付け
による強制冷却の溶体化処理を施し、ついで、大気中、
表１に示される温度および時間保持の第１段目時効処理
後、さらに表１に示される温度および時間保持の第２段
目時効処理を施すことにより、本発明Ｔｉ合金鋳物の熱
処理方法（以下、本発明法という）１〜１０を実施し、
さらに前記Ｔｉ合金丸棒鋳物を、真空中、表２に示され
る温度および時間保持後、Ａｒガスの吹付けによる強制
冷却の溶体化処理を施し、ついで、大気中、表２に示さ
れる温度および時間保持の時効処理を施すことにより、
従来Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法（以下、従来法という）
１〜１０をそれぞれ実施した。
１に示される温度および時間保持後、Ａｒガスの吹付け
による強制冷却の溶体化処理を施し、ついで、大気中、
表１に示される温度および時間保持の第１段目時効処理
後、さらに表１に示される温度および時間保持の第２段
目時効処理を施すことにより、本発明Ｔｉ合金鋳物の熱
処理方法（以下、本発明法という）１〜１０を実施し、
さらに前記Ｔｉ合金丸棒鋳物を、真空中、表２に示され
る温度および時間保持後、Ａｒガスの吹付けによる強制
冷却の溶体化処理を施し、ついで、大気中、表２に示さ
れる温度および時間保持の時効処理を施すことにより、
従来Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法（以下、従来法という）
１〜１０をそれぞれ実施した。
【００１５】本発明法１〜１０および従来法１〜１０を
施したＴｉ合金丸棒鋳物から、直径：６ｍｍ、平行部長
さ：３０ｍｍの寸法を有する引張り試験片を作製し、こ
の引張り試験片を用いてＡＳＴＭ Ｅ８に従い、常温引
張り試験を実施し、引張り強さおよび伸びを求め、その
結果を表３に示した。
施したＴｉ合金丸棒鋳物から、直径：６ｍｍ、平行部長
さ：３０ｍｍの寸法を有する引張り試験片を作製し、こ
の引張り試験片を用いてＡＳＴＭ Ｅ８に従い、常温引
張り試験を実施し、引張り強さおよび伸びを求め、その
結果を表３に示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】さらに、表３に示される引張り強さおよび
伸びを、引張り強さを縦軸に、伸びを横軸にとってグラ
フに示し、このグラフを図１に示した。図１のグラフに
おいて、本発明法１を施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張り
強さおよび伸びと従来法１を施したＴｉ合金丸棒鋳物の
引張り強さおよび伸びを比較すると、溶体化処理条件が
同じであっても、１回の時効処理からなる従来法１より
も２回の時効処理からなる本発明法１を施した方がＴｉ
合金丸棒鋳物の引張り強さおよび伸びが向上しているこ
とが分かる。さらに、本発明法２〜１０と従来法２〜１
０を施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張り強さおよび伸びを
それぞれ比較しても、図１のグラフにおいて、本発明法
２〜１０を施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張り強さおよび
伸びの値の方が右上に位置しているところから、一層向
上していることがわかる。
伸びを、引張り強さを縦軸に、伸びを横軸にとってグラ
フに示し、このグラフを図１に示した。図１のグラフに
おいて、本発明法１を施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張り
強さおよび伸びと従来法１を施したＴｉ合金丸棒鋳物の
引張り強さおよび伸びを比較すると、溶体化処理条件が
同じであっても、１回の時効処理からなる従来法１より
も２回の時効処理からなる本発明法１を施した方がＴｉ
合金丸棒鋳物の引張り強さおよび伸びが向上しているこ
とが分かる。さらに、本発明法２〜１０と従来法２〜１
０を施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張り強さおよび伸びを
それぞれ比較しても、図１のグラフにおいて、本発明法
２〜１０を施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張り強さおよび
伸びの値の方が右上に位置しているところから、一層向
上していることがわかる。
【００２０】実施例２ 実施例１で作製したＴｉ合金丸棒鋳物に表４に示される
条件の温度、圧力および時間の条件で熱間静水圧プレス
（ＨＩＰ）処理を施して鋳造欠陥を除去した後、真空
中、表４に示される温度および時間保持後、Ａｒガスの
吹付けによる強制冷却の溶体化処理を施し、ついで、大
気中、表４に示される温度および時間保持の第１段目時
効処理後、さらに表４に示される温度および時間保持の
第２段目時効処理を施すことにより、本発明法１１〜２
０を実施し、さらに前記実施例１で作製したＴｉ合金丸
棒鋳物に表５に示される条件の温度、圧力および時間の
条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理を施して鋳造欠
陥を除去した後、真空中、表５に示される温度および時
間保持後、Ａｒガスの吹付けによる強制冷却の溶体化処
理を施し、ついで、大気中、表５に示される温度および
時間保持の時効処理を施すことにより、従来法１１〜２
０をそれぞれ実施した。
条件の温度、圧力および時間の条件で熱間静水圧プレス
（ＨＩＰ）処理を施して鋳造欠陥を除去した後、真空
中、表４に示される温度および時間保持後、Ａｒガスの
吹付けによる強制冷却の溶体化処理を施し、ついで、大
気中、表４に示される温度および時間保持の第１段目時
効処理後、さらに表４に示される温度および時間保持の
第２段目時効処理を施すことにより、本発明法１１〜２
０を実施し、さらに前記実施例１で作製したＴｉ合金丸
棒鋳物に表５に示される条件の温度、圧力および時間の
条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理を施して鋳造欠
陥を除去した後、真空中、表５に示される温度および時
間保持後、Ａｒガスの吹付けによる強制冷却の溶体化処
理を施し、ついで、大気中、表５に示される温度および
時間保持の時効処理を施すことにより、従来法１１〜２
０をそれぞれ実施した。
【００２１】前記本発明法１１〜２０および従来法１１
〜２０を施したＴｉ合金丸棒鋳物を、直径：６ｍｍ、平
行部長さ：３０ｍｍの寸法を有する引張り試験片を作製
し、この引張り試験片を用いてＡＳＴＭ Ｅ８に従い、
常温引張り試験を実施し、引張り強さおよび伸びを求
め、その結果を表６に示した。
〜２０を施したＴｉ合金丸棒鋳物を、直径：６ｍｍ、平
行部長さ：３０ｍｍの寸法を有する引張り試験片を作製
し、この引張り試験片を用いてＡＳＴＭ Ｅ８に従い、
常温引張り試験を実施し、引張り強さおよび伸びを求
め、その結果を表６に示した。
【００２２】
【表４】
【００２３】
【表５】
【００２４】
【表６】
【００２５】さらに、表６に示される引張り強さおよび
伸びを、引張り強さを縦軸に、伸びを横軸にとってグラ
フに示し、このグラフを図２に示した。図２のグラフに
おいて、本発明法１１を施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張
り強さおよび伸びと従来法１１を施したＴｉ合金丸棒鋳
物の引張り強さおよび伸びを比較すると、熱間静水圧プ
レスおよび溶体化処理条件が同じであっても、１回の時
効処理からなる従来法１１よりも２回の時効処理からな
る本発明法１１を施した方がＴｉ合金丸棒鋳物の引張り
強さおよび伸びが一層向上していることが分かる。さら
に、本発明法１２〜２０と従来法１２〜２０を施したＴ
ｉ合金丸棒鋳物の引張り強さおよび伸びをそれぞれ比較
しても、図２のグラフにおいて、本発明法１２〜２０を
施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張り強さおよび伸びの値の
方が右上に位置しているところから、同様のことがわか
る。
伸びを、引張り強さを縦軸に、伸びを横軸にとってグラ
フに示し、このグラフを図２に示した。図２のグラフに
おいて、本発明法１１を施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張
り強さおよび伸びと従来法１１を施したＴｉ合金丸棒鋳
物の引張り強さおよび伸びを比較すると、熱間静水圧プ
レスおよび溶体化処理条件が同じであっても、１回の時
効処理からなる従来法１１よりも２回の時効処理からな
る本発明法１１を施した方がＴｉ合金丸棒鋳物の引張り
強さおよび伸びが一層向上していることが分かる。さら
に、本発明法１２〜２０と従来法１２〜２０を施したＴ
ｉ合金丸棒鋳物の引張り強さおよび伸びをそれぞれ比較
しても、図２のグラフにおいて、本発明法１２〜２０を
施したＴｉ合金丸棒鋳物の引張り強さおよび伸びの値の
方が右上に位置しているところから、同様のことがわか
る。
【００２６】
【発明の効果】上述のように、この発明の２回時効処理
を行うＴｉ合金鋳物の熱処理方法は、Ｔｉ合金丸棒鋳物
の引張り強さおよび伸びを従来の熱処理方法よりも一層
向上させることができるところから、この発明の熱処理
方法をＴｉ合金鋳物構造部材に適用して引張り強さおよ
び伸びを一層向上させ、形状が複雑な航空機などの構造
部材の信頼性を一層増すことができ、産業上優れた効果
を奏するものである。
を行うＴｉ合金鋳物の熱処理方法は、Ｔｉ合金丸棒鋳物
の引張り強さおよび伸びを従来の熱処理方法よりも一層
向上させることができるところから、この発明の熱処理
方法をＴｉ合金鋳物構造部材に適用して引張り強さおよ
び伸びを一層向上させ、形状が複雑な航空機などの構造
部材の信頼性を一層増すことができ、産業上優れた効果
を奏するものである。
【図１】本発明熱処理方法および従来熱処理方法を施し
たＴｉ合金鋳物の引張り強さおよび伸びをプロットした
グラフである。
たＴｉ合金鋳物の引張り強さおよび伸びをプロットした
グラフである。
【図２】本発明熱処理方法および従来熱処理方法を施し
たＴｉ合金鋳物の引張り強さおよび伸びをプロットした
グラフである。
たＴｉ合金鋳物の引張り強さおよび伸びをプロットした
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 三郎 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社総合研究所内 (72)発明者 安藤 則雄 東京都新宿区西新宿１−７−２ 富士重工 業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｖ：１４〜１６％、Ｃｒ：
２．５〜３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｓｎ：
２．５〜３．５％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物
からなり、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、Ｎお
よびＨがそれぞれＦｅ：０．２５％以下、Ｏ：０．１３
％以下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０５％以下、
Ｈ：０．０１５％以下である組成を有するＴｉ合金鋳物
に、 温度：８００〜１０００℃、１〜１０時間保持の溶体化
処理を施し、 ついで、温度：３００〜４００℃、０．５〜２０時間保
持の第１段目時効処理後、さらに温度：４５０〜６２０
℃、４〜５０時間保持の第２段目時効処理を施すことを
特徴とするＴｉ合金鋳物の熱処理方法。 - 【請求項２】 重量％で、Ｖ：１４〜１６％、Ｃｒ：
２．５〜３．５％、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｓｎ：
２．５〜３．５％を含有し、残りがＴｉと不可避不純物
からなり、前記不可避不純物のうちＦｅ、Ｏ、Ｃ、Ｎお
よびＨがそれぞれＦｅ：０．２５％以下、Ｏ：０．１３
％以下、Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．０５％以下、
Ｈ：０．０１５％以下である組成を有するＴｉ合金鋳物
に、 温度：７３０〜１０００℃、圧力：１０００〜２０００
気圧、保持時間：０．５〜４時間の条件で熱間静水圧プ
レスしたのち、 温度：８００〜１０００℃、１〜１０時間保持の溶体化
処理を施し、 ついで、温度：３００〜４００℃、０．５〜２０時間保
持の第１段目時効処理後、さらに温度：４５０〜６２０
℃、４〜５０時間保持の第２段目時効処理を施すことを
特徴とするＴｉ合金鋳物の熱処理方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の方法で熱処理し
たことを特徴とする引張り強さおよび伸びの優れた高強
度Ｔｉ合金鋳物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16242296A JPH09324247A (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16242296A JPH09324247A (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09324247A true JPH09324247A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15754309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16242296A Pending JPH09324247A (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Ｔｉ合金鋳物の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09324247A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280565A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Ihi Corp | マグネシウム合金およびその製造方法 |
| CN104561652A (zh) * | 2013-10-11 | 2015-04-29 | 东港市东方高新金属材料有限公司 | 一种钛合金dfgx-2#轧制管及其制备方法 |
| CN106637015A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-10 | 沈阳铸造研究所 | 一种细化Ti‑5Al‑2.5Sn ELI合金铸造组织的热处理工艺 |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP16242296A patent/JPH09324247A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280565A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Ihi Corp | マグネシウム合金およびその製造方法 |
| CN104561652A (zh) * | 2013-10-11 | 2015-04-29 | 东港市东方高新金属材料有限公司 | 一种钛合金dfgx-2#轧制管及其制备方法 |
| CN106637015A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-10 | 沈阳铸造研究所 | 一种细化Ti‑5Al‑2.5Sn ELI合金铸造组织的热处理工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041104 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041116 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050329 |