JPH093575A - Seamless titanium alloy tube and its production - Google Patents

Seamless titanium alloy tube and its production

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JPH093575A
JPH093575A JP15075895A JP15075895A JPH093575A JP H093575 A JPH093575 A JP H093575A JP 15075895 A JP15075895 A JP 15075895A JP 15075895 A JP15075895 A JP 15075895A JP H093575 A JPH093575 A JP H093575A
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JP
Japan
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less
alloy
seamless
total
rem
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JP15075895A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Hiyamizu
水 孝 夫 冷
Seiya Asari
里 征 也 浅
Noriyoshi Yokota
田 紀 義 横
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To produce a large-sized, thick-walled Ti alloy tube having superior surface quality, minimal in die wear, excellent in flattening test characteristics, and applicable, in particular, to a large-sized structure. CONSTITUTION: This seamless Ti alloy tube has a composition consisting of, by weight, <=10%, in total, of one or >=2 kinds among 0.01-10% S, 0.01-10% Se, and 0.01-10% Te, <=10%, in total, of one or two kinds among 0.01-10% REM and 0.01-10% Ca, and the balance essentially Ti and further containing, if necessary, <=30%, in total, of one or >=2 kinds among <=10% Al, <=25% V, <=15% Sn, <=10% Co, <=10% Cu, <=15% Ta, <=10% Mn, =10% Hf, <=10% W, <=0.5% Si, <=20% Nb, <=10% Zr, <=15% Mo, and <=0.1% 0 and is formed by being extruded into seamless tubular shape.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、航空・宇宙,化学,石
油掘削等の産業分野で利用されるシームレスTi合金管
およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seamless Ti alloy pipe used in industrial fields such as aerospace, chemistry, oil drilling and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、Ti合金は、重量あたりの強度
(すなわち、比強度)の高さおよび優れた耐食性等の特
長を有することにより、航空・宇宙,化学,石油掘削等
々の産業分野で広く利用されている。
2. Description of the Related Art In general, Ti alloys are widely used in industrial fields such as aerospace, chemistry, oil drilling, etc. because of their high strength per weight (that is, specific strength) and excellent corrosion resistance. It's being used.

【0003】そして、これらの産業分野においてTi合
金のもつ優れた特性をさらに発揮・活用させるために
は、Ti合金管の製造が不可欠であるが、従来技術とし
ては、Ti合金を薄板状に成形してU−O曲げした合わ
せ目を接合する方法や、Ti合金塊から機械加工法によ
り直接Ti合金管を製造する方法が実用化されているだ
けであった。
In order to further exhibit and utilize the excellent properties of Ti alloys in these industrial fields, the manufacture of Ti alloy pipes is indispensable. In the prior art, Ti alloys are formed into a thin plate shape. Then, a method of joining the U-O bent joints and a method of directly manufacturing a Ti alloy tube from a Ti alloy mass by a machining method have been put into practical use.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ti合
金の板材をU−O曲げした合わせ目を接合する溶接管の
場合には、Ti合金の板材の成形加工に限界があり、厚
肉管の製造が困難であるという課題があった。
However, in the case of a welded pipe for joining seams formed by U-O bending of a Ti alloy plate, there is a limit to the forming process of the Ti alloy plate, and the production of thick-walled pipes. There was a problem that it was difficult.

【0005】また、機械加工法により成形したTi合金
管の場合には、寸法・形状の自由度は大きいものの、材
料歩留りおよび製造能率が著しく低く、コスト高になる
等の課題があった。
Further, in the case of a Ti alloy pipe formed by a machining method, although the degree of freedom in size and shape is large, there are problems that the material yield and the manufacturing efficiency are extremely low and the cost is high.

【0006】[0006]

【発明の目的】本発明は、上記したような従来の課題に
かんがみてなされたものであって、表面品質が良好であ
り、金型の損耗が小さいと共に、扁平試験特性にも優れ
ており、とくに、大型構造物に適用可能な大型かつ厚肉
のTi合金管およびその製造方法を提供することを目的
としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has good surface quality, little wear of the mold, and excellent flatness test characteristics. In particular, it is an object of the present invention to provide a large and thick Ti alloy pipe applicable to a large structure and a method for manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるシームレ
スTi合金管は、請求項1に記載しているように、重量
%で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10
%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以
上を合計で10%以下、REM:0.01〜10%,C
a:0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で
10%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成
を有し、押出し成形されて継ぎ目なしの管状に形成され
ている構成としたことを特徴としている。
The seamless Ti alloy pipe according to the present invention has, as described in claim 1, S: 0.01 to 10% and Se: 0.01 to 10% by weight.
%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, C
a: 0.01 to 10% of one or two kinds in total of 10% or less, and the composition having a balance of substantially Ti, and extruded to form a seamless tubular shape. It is characterized by having the configuration.

【0008】また、同じ目的を達成する本発明に係わる
シームレスTi合金管は、請求項2に記載しているよう
に、重量%で、S:0.01〜10%,Se:0.01
〜10%,Te:0.01〜10%のうちの1種または
2種以上を合計で10%以下、REM:0.01〜10
%,Ca:0.01〜10%のうちの1種または2種を
合計で10%以下、Al:10%以下,V:25%以
下,Sn:15%以下,Co:10%以下,Cu:10
%以下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:
10%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,N
b:20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以
下,O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合
計で30%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる
組成を有し、押出し成形されて継ぎ目なしの管状に形成
されている構成としたことを特徴としている。
A seamless Ti alloy pipe according to the present invention which achieves the same object has a weight% of S: 0.01 to 10% and Se: 0.01.
-10%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10
%, Ca: 0.01 to 10%, one or two kinds in total of 10% or less, Al: 10% or less, V: 25% or less, Sn: 15% or less, Co: 10% or less, Cu : 10
% Or less, Ta: 15% or less, Mn: 10% or less, Hf:
10% or less, W: 10% or less, Si: 0.5% or less, N
b: 20% or less, Zr: 10% or less, Mo: 15% or less, O: 0.1% or less, and 30% or less in total of one or more kinds, and the balance is substantially Ti. It is characterized in that it has a composition of and is extruded to form a seamless tubular shape.

【0009】そして、本発明に係わるシームレスTi合
金管の実施態様においては、請求項3に記載しているよ
うに、管の肉厚(t)と外径(D)との比(t/D)が
0.01以上0.40以下であるものとすることが場合
によっては望ましい。
Further, in the embodiment of the seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 3, the ratio (t / D) of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe. ) Is preferably 0.01 or more and 0.40 or less in some cases.

【0010】また、本発明に係わるシームレスTi合金
管の製造方法は、請求項4に記載しているように、重量
%で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10
%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以
上を合計で10%以下、REM:0.01〜10%,C
a:0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で
10%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成
のTi合金素材を押出し加工して管状に成形する構成と
したことを特徴としている。
In the method for manufacturing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 4, S: 0.01 to 10% and Se: 0.01 to 10% by weight.
%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, C
a: a composition in which one or two kinds out of 0.01 to 10% is contained in a total amount of 10% or less, and the balance is made by extruding a Ti alloy material having a composition substantially made of Ti to form a tubular shape. It is characterized by having done.

【0011】さらにまた、同じ目的を達成する本発明に
係わるシームレスTi合金管の製造方法は、請求項5に
記載しているように、重量%で、S:0.01〜10
%,Se:0.01〜10%,Te:0.01〜10%
のうちの1種または2種以上を合計で10%以下、RE
M:0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうち
の1種または2種を合計で10%以下、Al:10%以
下,V:25%以下,Sn:15%以下,Co:10%
以下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,Mn:1
0%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,Si:
0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%以下,
Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1種また
は2種以上を合計で30%以下、を含有し、残部実質的
にTiよりなる組成のTi合金素材を押出し加工して管
状に成形する構成としたことを特徴としている。
Furthermore, a method for producing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention which achieves the same object, as described in claim 5, has a weight percentage of S: 0.01-10.
%, Se: 0.01 to 10%, Te: 0.01 to 10%
10% or less in total of one or more of these, RE
One or two of M: 0.01 to 10% and Ca: 0.01 to 10% in total, 10% or less, Al: 10% or less, V: 25% or less, Sn: 15% or less, Co: 10%
Below, Cu: 10% or less, Ta: 15% or less, Mn: 1
0% or less, Hf: 10% or less, W: 10% or less, Si:
0.5% or less, Nb: 20% or less, Zr: 10% or less,
A Ti alloy material containing Mo: 15% or less and O: 0.1% or less, 30% or less in total of one kind or two or more kinds, and the balance substantially consisting of Ti is extruded. The feature is that it is formed into a tubular shape.

【0012】そして、本発明に係わるシームレスTi合
金管の製造方法の実施態様においては、請求項6に記載
しているように、管の肉厚(t)と外径(D)との比
(t/D)が0.01以上0.40以下にして押出し加
工するようにしたり、請求項7に記載しているように、
温度900℃以上1150℃以下で押出し加工するよう
にしたりすることが場合によっては望ましい。
In the embodiment of the method for producing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 6, the ratio of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe ( t / D) is set to 0.01 or more and 0.40 or less for extrusion processing, or as described in claim 7,
In some cases, it is desirable to carry out extrusion at a temperature of 900 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower.

【0013】[0013]

【発明の作用】本発明に係わるシームレスTi合金管お
よびその製造方法は、上述した構成を有するものである
が、Ti合金を熱間押出し加工によりシームレス管とす
る場合には、加工温度をβ領域とすると変形抵抗が減少
して加工が容易なものとなるものの、結晶粒が粗大化し
て加工材であるTi合金素材の靭延性が低下する。
The seamless Ti alloy pipe and the method for producing the same according to the present invention have the above-mentioned constitution. However, when a seamless pipe is formed by hot extrusion of a Ti alloy, the working temperature is in the β range. If so, the deformation resistance decreases and the work becomes easy, but the crystal grains become coarse and the toughness and ductility of the Ti alloy material as the work material decreases.

【0014】一方、Ti合金中にREMを添加すること
によって、Sを含有するTi合金中の硫化物ないし介在
物は粒状となって細かく分散するので、結晶粒成長の核
が広く分散することになるため、α−β遷移温度以上の
高温域における結晶粒の粗大化を抑制する作用があるこ
とから、Ti合金管を熱間押出し加工する場合の結晶粒
粗大化防止に著しく有効に作用することとなるので、こ
のようなSおよびTi合金は容易に押出し加工されるこ
ととなって特性の優れたシームレスTi合金管が製造さ
れることを確かめた。
On the other hand, when REM is added to the Ti alloy, the sulfides or inclusions in the Ti alloy containing S are granulated and finely dispersed, so that the nuclei of crystal grain growth are widely dispersed. Therefore, since it has an effect of suppressing coarsening of crystal grains in a high temperature range of α-β transition temperature or higher, it significantly acts to prevent coarsening of crystal grains when hot-extruding a Ti alloy tube. Therefore, it was confirmed that such S and Ti alloys can be easily extruded to produce a seamless Ti alloy tube having excellent characteristics.

【0015】また、細かくかつ均一に分散した上記硫化
物ないし介在物は、熱間押出し加工の際におけるTi合
金の酸化防止に有効に作用すると共に、潤滑のために用
いられるガラス系材料との親和性が良好であることか
ら、熱間での押出し加工中に潤滑剤が剥離するのを抑制
する作用があるので、Ti合金管の表面肌を良好なもの
にすると共に金型の摩耗ないし損傷を低減する作用が大
きいものとなる。
Further, the above-mentioned sulfides or inclusions finely and uniformly dispersed effectively act to prevent the oxidation of the Ti alloy during the hot extrusion process, and have an affinity with the glass-based material used for lubrication. Since it has good properties, it has the effect of suppressing the peeling of the lubricant during the hot extrusion process, which improves the surface texture of the Ti alloy tube and prevents wear or damage to the mold. The effect of reducing is great.

【0016】そして、これらの作用・効果は、REMの
ほかCaにおいても、また、SのほかSe,Teにおい
ても同様に認められる。
These actions and effects are similarly observed in Ca in addition to REM and in Se and Te in addition to S.

【0017】そこで、本発明に係わるシームレスTi合
金管およびその製造方法において適用されるTi合金の
化学成分組成(重量%)の限定理由を各々の作用と共に
さらに詳細に説明する。
Therefore, the reasons for limiting the chemical composition (% by weight) of the Ti alloy applied in the seamless Ti alloy pipe and the method for producing the same according to the present invention will be described in more detail together with their respective functions.

【0018】S:0.01〜10%,Se:0.01〜
10%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2
種以上を合計で10%以下 S,Se,Teはいずれも0.01%以上の含有量でT
i合金中に介在物を形成し、α−β変態の際の結晶粒生
成の核となり、結晶粒の粗大化を防止するが、過剰に含
有すると高温での変態能を著しく劣化させて押出し加工
性を低下させるので、それぞれ上限を10%に限定し、
2種以上含有させる場合も合計量の上限を10%に限定
した。
S: 0.01 to 10%, Se: 0.01 to
10%, Te: 0.01 to 10%, or 2
10% or less in total of species or more S, Se, and Te are all 0.01% or more in content of T
It forms inclusions in the i-alloy and acts as nuclei for crystal grain formation during α-β transformation and prevents coarsening of crystal grains. However, if it is contained in excess, the transformation ability at high temperature is significantly deteriorated and extrusion processing is performed. Therefore, the upper limit is limited to 10%,
Even when two or more kinds are contained, the upper limit of the total amount is limited to 10%.

【0019】REM:0.01〜10%,Ca:0.0
1〜10%のうちの1種または2種を合計で10%以下 本発明におけるREMは、Sc,Yおよびランタニド系
希土類金属(原子番号:57〜71)を指す。そして、
これらの希土類金属は、S,Se,Teと結合して安定
な化合物を形成し、介在物を粒状化して分散させること
により、Ti合金を熱間で押出し加工してTi合金管と
する際の結晶粒粗大化を抑制する作用がある。そして、
この作用は、いずれも0.01%以上の含有により得ら
れるが、過剰に含有させると強度および耐食性が低下す
るので、上限を10%とした。
REM: 0.01 to 10%, Ca: 0.0
One or two of 1 to 10% are 10% or less in total. REM in the present invention refers to Sc, Y and lanthanide rare earth metal (atomic number: 57 to 71). And
These rare earth metals combine with S, Se and Te to form a stable compound, and the inclusions are granulated and dispersed, whereby the Ti alloy is hot extruded to form a Ti alloy tube. It has an effect of suppressing coarsening of crystal grains. And
All of these effects are obtained by containing 0.01% or more. However, if the content is excessive, the strength and corrosion resistance decrease, so the upper limit was made 10%.

【0020】また、Caも、REMと同様に、S,S
e,Teと結合して安定な化合物を形成し、介在物を粒
状化して分散させる作用があるので、Caについても
0.01%以上とした。しかし、過剰に含有させると、
REMの場合と同様に、強度および耐食性が低下するの
で、上限を10%とし、合計量においても上限を10%
に規制した。
Further, Ca, like REM, has S, S
Since it has a function of forming a stable compound by binding to e and Te and granulating and dispersing inclusions, Ca is also set to 0.01% or more. However, if contained too much,
As in the case of REM, the strength and corrosion resistance decrease, so the upper limit is set to 10%, and the total amount also has an upper limit of 10%.
Regulated to.

【0021】Al:10%以下,V:25%以下,S
n:15%以下,Co:10%以下,Cu:10%以
下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10
%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:
20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,
O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で
30%以下 これらの元素は、いずれも、Ti合金の強度を向上させ
るのに有用な元素である。そして、このうち、Al,S
n,Co,Cu,Ta,Mn,Hf,W,Si,Nbは
Tiと結合して化合物を形成することにより強度を向上
させるが、限度を超えて含有させるとTiの塑性変形能
を害することによって押出し加工性や靭性(偏平性)を
低下させることとなるので、上記各元素の上限値とし
た。
Al: 10% or less, V: 25% or less, S
n: 15% or less, Co: 10% or less, Cu: 10% or less, Ta: 15% or less, Mn: 10% or less, Hf: 10
% Or less, W: 10% or less, Si: 0.5% or less, Nb:
20% or less, Zr: 10% or less, Mo: 15% or less,
O: 1% or more of 0.1% or less, and 30% or less in total, all of these elements are useful elements for improving the strength of the Ti alloy. And of these, Al, S
Although n, Co, Cu, Ta, Mn, Hf, W, Si, and Nb combine with Ti to form a compound, the strength is improved, but if it exceeds the limit, the plastic deformability of Ti is impaired. As a result, extrusion processability and toughness (flatness) will be reduced, so the upper limit values of the above-mentioned respective elements were made.

【0022】また、Zr,Mo,VはTi合金の結晶粒
を抑制し、適正な強度と塑性変形能を得るために添加さ
れるが、それぞれの成分を上限を超えて含有させるとβ
相が安定化するので、上記各元素の上限値とした。
Zr, Mo and V are added in order to suppress the crystal grains of the Ti alloy and to obtain appropriate strength and plastic deformability, but if each of the components exceeds the upper limit, β
Since the phases are stabilized, the upper limit values of the above elements are set.

【0023】さらに、Oは上記したようにTi合金の強
度を向上させるが、過剰であるとTi合金を脆くするの
で1%以下にしている。
Further, O improves the strength of the Ti alloy as described above, but if it is excessive, it makes the Ti alloy brittle, so it is made 1% or less.

【0024】そして、これらAl,V,Sn,Co,C
u,Ta,Mn,Hf,W,Si,Nb,Zr,Mo,
Oの合計量が多すぎるとTi合金の塑性変形能を害する
こととなって靭性を低下させたり偏平試験による亀裂が
発生しやすくなったりすることとなるので、これらの合
計量は30%以下に制限した。
Then, these Al, V, Sn, Co, C
u, Ta, Mn, Hf, W, Si, Nb, Zr, Mo,
If the total amount of O is too large, the plastic deformability of the Ti alloy is impaired, the toughness is reduced, and cracks due to the flatness test are likely to occur, so these total amounts should be 30% or less. Limited

【0025】管の肉厚(t)と外径(D)との比(t/
D):0.01以上0.40以下 管の肉厚(t)と外径(D)との比(t/D)が小さく
なればなるほど、必要とされる押出し力が増加して設備
が大型化することにより設備費用が嵩むこととなるの
で、その下限を0.01とした。また、t/Dの大きな
Ti合金管は機械加工法によっても製造が可能であると
共に、t/Dの過大なTi合金管は工業的にあまり意味
がないので、その上限を0.40とした。
The ratio of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe (t /
D): 0.01 or more and 0.40 or less The smaller the ratio (t / D) of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe, the greater the required extrusion force and the equipment Since the equipment cost increases due to the large size, the lower limit is set to 0.01. Further, a Ti alloy pipe having a large t / D can be manufactured by a machining method, and a Ti alloy pipe having an excessively large t / D is industrially meaningless, so the upper limit is set to 0.40. .

【0026】押出し加工温度:900℃以上1150℃
以下 Ti合金素材に対する押出し加工温度が低い場合は、T
i合金素材の変形抵抗が大きく、潤滑剤を使用するとは
いえ金型との摩擦が大きくなり、金型の損耗や押出し加
工材の表面品質を劣化させることとなるので、加工温度
の下限を900℃とした。また、押出し加工温度が高い
場合は、各種元素を添加することにより結晶粒の粗大化
を抑制しているものの、結晶粒の粗大化による悪影響が
大きくなるので、加工温度の上限を1150℃とした。
Extrusion processing temperature: 900 ° C. or more and 1150 ° C.
Below, when the extrusion temperature for Ti alloy material is low, T
The i-alloy material has a large deformation resistance, and even if a lubricant is used, the friction with the die becomes large, resulting in wear of the die and deterioration of the surface quality of the extruded material. ℃ was made. Further, when the extrusion processing temperature is high, although the coarsening of the crystal grains is suppressed by adding various elements, the adverse effect of the coarsening of the crystal grains becomes large, so the upper limit of the processing temperature was set to 1150 ° C. .

【0027】[0027]

【実施例】実施例1〜9 表に示すNo.1〜9の組成を有する各種Ti合金塊
(直径100mm)の表面にガラス系潤滑剤を塗布した
のち、外径60mmのマンドレルを用いて温度1000
℃で熱間押出し加工を実施することによって、各々のシ
ームレスTi合金管を製造した。
EXAMPLES Examples 1 to 9 Nos. After applying a glass-based lubricant to the surface of various Ti alloy lumps (diameter 100 mm) having a composition of 1 to 9, a mandrel having an outer diameter of 60 mm was used to obtain a temperature of 1000.
Each seamless Ti alloy tube was manufactured by carrying out a hot extrusion process at ℃.

【0028】次いで、各シームレスTi合金管について
偏平試験(JIS)を実施すると共に製造能率により製
造性の評価を行った。そして、偏平試験を実施したシー
ムレスTi合金管の内外表面について浸透探傷試験を実
施して、亀裂発生の有無を調査した。これらの結果を同
じく表のNo.1〜9の欄に示す。
Then, a flatness test (JIS) was carried out for each seamless Ti alloy pipe, and the productivity was evaluated by the production efficiency. Then, a penetration flaw detection test was carried out on the inner and outer surfaces of the seamless Ti alloy tube subjected to the flatness test to investigate the presence or absence of cracks. These results are also shown in No. of the table. It shows in the column of 1-9.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】表に示す結果より明らかなように、発明例
No.3〜8では製造能率が良く、偏平試験で亀裂が発
生していなかったのに対して、SおよびREM含有量の
少ない比較例No.1およびREM,Caを含まない比
較例No.2ではあまり良くない結果となっていた。ま
た、S含有量およびREM含有量が多すぎる比較例N
o.9においても変形能が低下して偏平試験で亀裂が発
生していた。
As is clear from the results shown in the table, Invention Example No. In Comparative Examples Nos. 3 to 8, the manufacturing efficiency was good and no cracks were generated in the flatness test, while Comparative Example No. 3 having a small S and REM content. Comparative Example No. 1 containing no REM and Ca. The result of 2 was not so good. In addition, Comparative Example N having too much S content and REM content
o. In No. 9 as well, the deformability was lowered and cracks were generated in the flatness test.

【0032】実施例10〜21 表に示すNo.10〜21の組成を有する各種Ti合金
塊(直径100mm)の表面にガラス系潤滑剤を塗布し
たのち、外径50mmのマンドレルを用いて温度100
0℃で熱間押出し加工を実施することによって、各々の
シームレスTi合金管を製造した。
Examples 10 to 21 Nos. After applying a glass-based lubricant to the surface of various Ti alloy lumps (diameter 100 mm) having compositions of 10 to 21, a mandrel having an outer diameter of 50 mm was used to obtain a temperature of 100.
Each seamless Ti alloy tube was manufactured by performing a hot extrusion process at 0 degreeC.

【0033】次いで、各シームレスTi合金管について
偏平試験(JIS)を実施すると共に製造能率により製
造性の評価を行った。そして、偏平試験を実施したシー
ムレスTi合金管の内外表面について浸透探傷試験を実
施して、亀裂発生の有無を調査した。これらの結果を同
じく表のNo.10〜21の欄に示す。
Then, a flatness test (JIS) was carried out for each seamless Ti alloy pipe, and the productivity was evaluated by the production efficiency. Then, a penetration flaw detection test was carried out on the inner and outer surfaces of the seamless Ti alloy tube subjected to the flatness test to investigate the presence or absence of cracks. These results are also shown in No. of the table. It shows in the column of 10-21.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】表に示す結果より明らかなように、発明例
No.13〜20では製造能率が良く、偏平試験で亀裂
が発生していなかったのに対して、S,Se,Te含有
量およびREM,Ca含有量の少ない比較例No.1
1,12,13では偏平試験により亀裂が発生してお
り、反対に、S,Se,Teの合計含有量が多すぎる比
較例No.20およびCa含有量が多すぎる比較例N
o.21においても偏平試験により亀裂が発生してい
た。
As is clear from the results shown in the table, Invention Example No. In Nos. 13 to 20, the production efficiency was good, and cracks were not generated in the flattening test, whereas in Comparative Example No. 3 having a low S, Se, Te content and a low REM, Ca content. 1
In Nos. 1, 12, and 13, cracks were generated by the flattening test, and conversely, the total content of S, Se, and Te was too large. 20 and Comparative Example N with too much Ca content
o. Also in No. 21, cracks were generated by the flatness test.

【0037】実施例22〜38 表に示すNo.22〜38の組成を有する各種Ti合金
塊(直径100mm)の表面にガラス系潤滑剤を塗布し
たのち、外径40mmのマンドレルを用いて温度100
0℃で熱間押出し加工を実施することによって、各々の
シームレスTi合金管を製造した。
Examples 22 to 38 Nos. After coating a glass-based lubricant on the surface of various Ti alloy ingots having a composition of 22 to 38 (diameter 100 mm), a mandrel having an outer diameter of 40 mm was used to obtain a temperature of 100.
Each seamless Ti alloy tube was manufactured by performing a hot extrusion process at 0 degreeC.

【0038】次いで、各シームレスTi合金管について
偏平試験(JIS)を実施すると共に製造能率により製
造性の評価を行った。そして、偏平試験を実施したシー
ムレスTi合金管の内外表面について浸透探傷試験を実
施して、亀裂発生の有無を調査した。これらの結果を同
じく表のNo.22〜38の欄に示す。
Then, a flatness test (JIS) was carried out for each seamless Ti alloy tube, and the productivity was evaluated by the production efficiency. Then, a penetration flaw detection test was carried out on the inner and outer surfaces of the seamless Ti alloy tube subjected to the flatness test to investigate the presence or absence of cracks. These results are also shown in No. of the table. It is shown in columns 22 to 38.

【0039】[0039]

【表5】 [Table 5]

【0040】[0040]

【表6】 [Table 6]

【0041】[0041]

【表7】 [Table 7]

【0042】表に示す結果より明らかなように、発明例
No.22〜31では製造能率が良く、偏平試験で亀裂
が発生していなかったのに対して、Al+V含有量が多
すぎる比較例No.32、V+Sn含有量が多すぎる比
較例No.33、Co+Ta含有量が多すぎる比較例N
o.34、Cu+Mn含有量が多すぎる比較例No.3
5、Hf+WおよびSi含有量が多すぎるNo.36、
Nb+Zr含有量が多すぎるNo.37、Mo含有量が
多すぎる比較例No.38では、いずれも偏平試験で亀
裂が発生していた。
As is clear from the results shown in the table, Invention Example No. In Nos. 22 to 31, the production efficiency was good, and cracks were not generated in the flatness test, whereas in Comparative Example No. 3 in which the Al + V content was too large. 32, comparative example No. 32 having too much V + Sn content. 33, Comparative Example N containing too much Co + Ta
o. 34, comparative example No. 3 having too much Cu + Mn content. 3
5, Hf + W and Si content is too high. 36,
Nb + Zr content is too high. 37, Comparative Example No. 3 having too much Mo content. In No. 38, cracks were generated in the flatness test.

【0043】実施例39〜47 表に示すNo.39〜47の組成を有する各種Ti合金
塊(直径100mm)の表面にガラス系潤滑剤を塗布し
たのち、種々の外径を有するマンドレルを用いて温度8
80〜1250℃で熱間押出し加工を実施することによ
って、各々のシームレスTi合金管を製造した。
Examples 39 to 47 Nos. After applying a glass-based lubricant to the surface of various Ti alloy lumps (diameter 100 mm) having a composition of 39 to 47, a mandrel having various outer diameters was used for temperature 8
Each seamless Ti alloy tube was manufactured by carrying out a hot extrusion process at 80 to 1250 ° C.

【0044】次いで、各シームレスTi合金管について
偏平試験(JIS)を実施すると共に製造能率により製
造性の評価を行った。そして、偏平試験を実施したシー
ムレスTi合金管の内外表面について浸透探傷試験を実
施して、亀裂発生の有無を調査した。これらの結果を同
じく表のNo.39〜47の欄に示す。
Then, a flatness test (JIS) was carried out for each seamless Ti alloy pipe, and the productivity was evaluated by the production efficiency. Then, a penetration flaw detection test was carried out on the inner and outer surfaces of the seamless Ti alloy tube subjected to the flatness test to investigate the presence or absence of cracks. These results are also shown in No. of the table. It is shown in columns 39 to 47.

【0045】[0045]

【表8】 [Table 8]

【0046】[0046]

【表9】 [Table 9]

【0047】表に示す結果より明らかなように、発明例
No.41〜45では製造能率が良く、偏平試験で亀裂
が発生していなかったのに対して、押出し温度が低い比
較例No.39では変形抵抗が大きいため製造性があま
り良くなく、t/Dが大きい比較例No.40において
も製造性があまり良くなく、押出し温度が1200℃以
上である比較例No.46,47では結晶粒の粗大化傾
向が見られて偏平試験で微小亀裂ないしは亀裂が発生し
ていた。
As is clear from the results shown in the table, Invention Example No. In Nos. 41 to 45, the production efficiency was good, and cracks did not occur in the flatness test, while Comparative Example No. 4 having a low extrusion temperature. In Comparative Example No. 39, since the deformation resistance is large, the manufacturability is not so good, and t / D is large. Also in Comparative Example No. 40, the manufacturability is not so good and the extrusion temperature is 1200 ° C. or higher. In Nos. 46 and 47, a tendency of coarsening of crystal grains was observed, and microcracks or cracks were generated in the flatness test.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明に係わるシームレスTi合金管
は、請求項1に記載しているように、重量%で、S:
0.01〜10%,Se:0.01〜10%,Te:
0.01〜10%のうちの1種または2種以上を合計で
10%以下、REM:0.01〜10%,Ca:0.0
1〜10%のうちの1種または2種を合計で10%以
下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成を有し、
押出し成形されて継ぎ目なしの管状に形成されてなるも
のであるから、表面品質が良好であり、金型の損耗が小
さいと共に、偏平試験特性にも優れており、とくに、大
型構造物に適用可能な大型かつ厚肉のTi合金管を提供
することが可能であるという著しく優れた効果がもたら
される。
EFFECTS OF THE INVENTION The seamless Ti alloy pipe according to the present invention has, as described in claim 1, S:% by weight.
0.01-10%, Se: 0.01-10%, Te:
One or two or more of 0.01 to 10% are 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, Ca: 0.0
1 to 10% of one or two kinds in total of 10% or less is contained, and the balance substantially has a composition consisting of Ti,
Since it is extruded and formed into a seamless tubular shape, it has good surface quality, little die wear, and excellent flatness test characteristics, making it particularly applicable to large structures. The remarkable effect of being able to provide a large and thick Ti alloy tube is brought about.

【0049】また、同じく本発明に係わるシームレスT
i合金管は、請求項2に記載しているように、重量%
で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10%,
Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以上を
合計で10%以下、REM:0.01〜10%,Ca:
0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で10
%以下、Al:10%以下,V:25%以下,Sn:1
5%以下,Co:10%以下,Cu:10%以下,T
a:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10%以
下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:20
%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,O:
0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で30
%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成を有
し、押出し成形されて継ぎ目なしの管状に形成されてな
るものであるから、請求項1に記載のシームレスTi合
金管の強度をさらに向上させることが可能であるという
著しく優れた効果がもたらされる。
The seamless T according to the present invention is also provided.
The i-alloy tube has a weight percentage as defined in claim 2.
, S: 0.01 to 10%, Se: 0.01 to 10%,
Te: 0.01 to 10% of one or more kinds in total of 10% or less, REM: 0.01 to 10%, Ca:
1 or 2 of 0.01 to 10% in total 10
% Or less, Al: 10% or less, V: 25% or less, Sn: 1
5% or less, Co: 10% or less, Cu: 10% or less, T
a: 15% or less, Mn: 10% or less, Hf: 10% or less, W: 10% or less, Si: 0.5% or less, Nb: 20
% Or less, Zr: 10% or less, Mo: 15% or less, O:
30% of one or more of 0.1% or less
% Or less, and has a composition consisting essentially of Ti as the balance, and is extruded to form a seamless tubular shape. Therefore, the strength of the seamless Ti alloy pipe according to claim 1 is improved. The remarkable effect that it can be further improved is provided.

【0050】そして、本発明に係わるシームレスTi合
金管の実施態様においては、請求項3に記載しているよ
うに、管の肉厚(t)と外径(D)との比(t/D)が
0.01以上0.40以下であるものとすることによっ
て、必要とされる押出し力を過大なものとすることな
く、大型構造物に適用可能な大型・厚肉のTi合金管を
提供することが可能であるという著しく優れた効果がも
たらされる。
In the embodiment of the seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 3, the ratio (t / D) of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe. ) Is 0.01 or more and 0.40 or less, thereby providing a large-sized / thick-walled Ti alloy pipe applicable to large-scale structures without increasing the required extrusion force. It is possible to achieve the remarkably excellent effect.

【0051】また、本発明に係わるシームレスTi合金
管の製造方法は、請求項4に記載しているように、重量
%で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10
%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以
上を合計で10%以下、REM:0.01〜10%,C
a:0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で
10%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成
のTi合金素材を押出し加工して管状に成形するように
したから、表面品質が良好であり、金型の損耗が小さい
と共に、偏平試験特性にも優れており、とくに、大型構
造物に適用可能な大型かつ厚肉のTi合金管を提供する
ことが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
In the method for producing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 4, S: 0.01 to 10% and Se: 0.01 to 10% by weight.
%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, C
a: A Ti alloy material containing 0.01 to 10% of one or two kinds in total of 10% or less, and the balance being substantially Ti, so as to be extruded into a tubular shape. Therefore, the surface quality is good, the wear of the mold is small, and the flatness test characteristics are also excellent. In particular, it is possible to provide a large and thick Ti alloy pipe applicable to large structures. The remarkably excellent effect of

【0052】また、請求項5に記載しているように、重
量%で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10
%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以
上を合計で10%以下、REM:0.01〜10%,C
a:0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で
10%以下、Al:10%以下,V:25%以下,S
n:15%以下,Co:10%以下,Cu:10%以
下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10
%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:
20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,
O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で
30%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成
のTi合金素材を押出し加工して管状に成形するように
したから、請求項4で製造されるシームレスTi合金管
に比べて強度がより一層向上したシームレスTi合金管
を製造することが可能であるという著しく優れた効果が
もたらされる。
Further, as described in claim 5, S: 0.01 to 10% and Se: 0.01 to 10% by weight.
%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, C
a: One or two of 0.01 to 10% in total, 10% or less, Al: 10% or less, V: 25% or less, S
n: 15% or less, Co: 10% or less, Cu: 10% or less, Ta: 15% or less, Mn: 10% or less, Hf: 10
% Or less, W: 10% or less, Si: 0.5% or less, Nb:
20% or less, Zr: 10% or less, Mo: 15% or less,
O: a Ti alloy material containing 0.1% or less and one or more kinds of 30% or less in total, and the balance being substantially Ti is extruded to form a tubular shape. Therefore, the remarkably excellent effect that it is possible to manufacture a seamless Ti alloy pipe having further improved strength as compared with the seamless Ti alloy pipe manufactured in claim 4 is brought about.

【0053】そして、本発明に係わるシームレスTi合
金管の製造方法の実施態様においては、請求項6に記載
しているように、管の肉厚(t)と外径(D)との比
(t/D)が0.01以上0.40以下にして押出し加
工するようになすことによって、必要とされる押出し力
を過大なものとすることなく、大型構造物に適用可能な
大型・厚肉Ti合金管を製造することが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
In the embodiment of the method for producing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 6, the ratio between the wall thickness (t) and the outer diameter (D) of the pipe ( t / D) is set to 0.01 or more and 0.40 or less so that the extrusion processing is performed, so that a large-sized / thick-walled structure applicable to a large-scale structure without increasing the required extrusion force. The remarkable advantage is that it is possible to produce Ti alloy tubes.

【0054】そしてさらに、請求項7に記載しているよ
うに、温度900℃以上1150℃以下で押出し加工す
るようになすことによって、Ti合金素材の熱間押出し
加工の際における変形抵抗を小さなものにできると共に
結晶粒の粗大化を防止してシームレスTi合金管を製造
することが可能であるという著しく優れた効果がもたら
される。
Further, as described in claim 7, by extruding at a temperature of 900 ° C. or more and 1150 ° C. or less, the deformation resistance in the hot extrusion of the Ti alloy material is small. In addition, it is possible to produce a seamless Ti alloy tube while preventing coarsening of crystal grains, which is a remarkable advantage.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年7月11日[Submission date] July 11, 1995

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 シームレスTi合金管およびその製造
方法
Title: Seamless Ti alloy tube and method for producing the same

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、航空・宇宙,化学,石
油掘削等の産業分野で利用されるシームレスTi合金管
およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seamless Ti alloy pipe used in industrial fields such as aerospace, chemistry, oil drilling and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、Ti合金は、重量あたりの強度
(すなわち、比強度)の高さおよび優れた耐食性等の特
長を有することにより、航空・宇宙,化学,石油掘削等
々の産業分野で広く利用されている。
2. Description of the Related Art In general, Ti alloys are widely used in industrial fields such as aerospace, chemistry, oil drilling, etc. because of their high strength per weight (that is, specific strength) and excellent corrosion resistance. It's being used.

【0003】そして、これらの産業分野においてTi合
金のもつ優れた特性をさらに発揮・活用させるために
は、Ti合金管の製造が不可欠であるが、従来技術とし
ては、Ti合金を薄板状に成形してU−O曲げした合わ
せ目を接合する方法や、Ti合金塊から機械加工法によ
り直接Ti合金管を製造する方法が実用化されているだ
けであった。
In order to further exhibit and utilize the excellent properties of Ti alloys in these industrial fields, the manufacture of Ti alloy pipes is indispensable. In the prior art, Ti alloys are formed into a thin plate shape. Then, a method of joining the U-O bent joints and a method of directly manufacturing a Ti alloy tube from a Ti alloy mass by a machining method have been put into practical use.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ti合
金の板材をU−O曲げした合わせ目を接合する溶接管の
場合には、Ti合金の板材の成形加工に限界があり、厚
肉管の製造が困難であるという課題があった。
However, in the case of a welded pipe for joining seams formed by U-O bending of a Ti alloy plate, there is a limit to the forming process of the Ti alloy plate, and the production of thick-walled pipes. There was a problem that it was difficult.

【0005】また、機械加工法により成形したTi合金
管の場合には、寸法・形状の自由度は大きいものの、材
料歩留りおよび製造能率が著しく低く、コスト高になる
等の課題があった。
Further, in the case of a Ti alloy pipe formed by a machining method, although the degree of freedom in size and shape is large, there are problems that the material yield and the manufacturing efficiency are extremely low and the cost is high.

【0006】[0006]

【発明の目的】本発明は、上記したような従来の課題に
かんがみてなされたものであって、表面品質が良好であ
り、金型の損耗が小さいと共に、扁平試験特性にも優れ
ており、とくに、大型構造物に適用可能な大型かつ厚肉
のTi合金管およびその製造方法を提供することを目的
としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has good surface quality, little wear of the mold, and excellent flatness test characteristics. In particular, it is an object of the present invention to provide a large and thick Ti alloy pipe applicable to a large structure and a method for manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるシームレ
スTi合金管は、請求項1に記載しているように、重量
%で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10
%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以
上を合計で10%以下、REM:0.01〜10%,C
a:0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で
10%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成
を有し、押出し成形されて継ぎ目なしの管状に形成され
ている構成としたことを特徴としている。
The seamless Ti alloy pipe according to the present invention has, as described in claim 1, S: 0.01 to 10% and Se: 0.01 to 10% by weight.
%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, C
a: 0.01 to 10% of one or two kinds in total of 10% or less, and the composition having a balance of substantially Ti, and extruded to form a seamless tubular shape. It is characterized by having the configuration.

【0008】また、同じ目的を達成する本発明に係わる
シームレスTi合金管は、請求項2に記載しているよう
に、重量%で、S:0.01〜10%,Se:0.01
〜10%,Te:0.01〜10%のうちの1種または
2種以上を合計で10%以下、REM:0.01〜10
%,Ca:0.01〜10%のうちの1種または2種を
合計で10%以下、Al:10%以下,V:25%以
下,Sn:15%以下,Co:10%以下,Cu:10
%以下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:
10%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,N
b:20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以
下,O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合
計で30%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる
組成を有し、押出し成形されて継ぎ目なしの管状に形成
されている構成としたことを特徴としている。
A seamless Ti alloy pipe according to the present invention which achieves the same object has a weight% of S: 0.01 to 10% and Se: 0.01.
-10%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10
%, Ca: 0.01 to 10%, one or two kinds in total of 10% or less, Al: 10% or less, V: 25% or less, Sn: 15% or less, Co: 10% or less, Cu : 10
% Or less, Ta: 15% or less, Mn: 10% or less, Hf:
10% or less, W: 10% or less, Si: 0.5% or less, N
b: 20% or less, Zr: 10% or less, Mo: 15% or less, O: 0.1% or less, and 30% or less in total of one or more kinds, and the balance is substantially Ti. It is characterized in that it has a composition of and is extruded to form a seamless tubular shape.

【0009】そして、本発明に係わるシームレスTi合
金管の実施態様においては、請求項3に記載しているよ
うに、管の肉厚(t)と外径(D)との比(t/D)が
0.01以上0.40以下であるものとすることが場合
によっては望ましい。
Further, in the embodiment of the seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 3, the ratio (t / D) of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe. ) Is preferably 0.01 or more and 0.40 or less in some cases.

【0010】また、本発明に係わるシームレスTi合金
管の製造方法は、請求項4に記載しているように、重量
%で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10
%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以
上を合計で10%以下、REM:0.01〜10%,C
a:0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で
10%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成
のTi合金素材を押出し加工して管状に成形する構成と
したことを特徴としている。
In the method for manufacturing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 4, S: 0.01 to 10% and Se: 0.01 to 10% by weight.
%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, C
a: a composition in which one or two kinds out of 0.01 to 10% is contained in a total amount of 10% or less, and the balance is made by extruding a Ti alloy material having a composition substantially made of Ti to form a tubular shape. It is characterized by having done.

【0011】さらにまた、同じ目的を達成する本発明に
係わるシームレスTi合金管の製造方法は、請求項5に
記載しているように、重量%で、S:0.01〜10
%,Se:0.01〜10%,Te:0.01〜10%
のうちの1種または2種以上を合計で10%以下、RE
M:0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうち
の1種または2種を合計で10%以下、Al:10%以
下,V:25%以下,Sn:15%以下,Co:10%
以下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,Mn:1
0%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,Si:
0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%以下,
Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1種また
は2種以上を合計で30%以下、を含有し、残部実質的
にTiよりなる組成のTi合金素材を押出し加工して管
状に成形する構成としたことを特徴としている。
Furthermore, a method for producing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention which achieves the same object, as described in claim 5, has a weight percentage of S: 0.01-10.
%, Se: 0.01 to 10%, Te: 0.01 to 10%
10% or less in total of one or more of these, RE
One or two of M: 0.01 to 10% and Ca: 0.01 to 10% in total, 10% or less, Al: 10% or less, V: 25% or less, Sn: 15% or less, Co: 10%
Below, Cu: 10% or less, Ta: 15% or less, Mn: 1
0% or less, Hf: 10% or less, W: 10% or less, Si:
0.5% or less, Nb: 20% or less, Zr: 10% or less,
A Ti alloy material containing Mo: 15% or less, O: 0.1% or less, 30% or less in total of 1 type or 2 types or more, and the balance substantially consisting of Ti is extruded. The feature is that it is formed into a tubular shape.

【0012】そして、本発明に係わるシームレスTi合
金管の製造方法の実施態様においては、請求項6に記載
しているように、管の肉厚(t)と外径(D)との比
(t/D)が0.01以上0.40以下にして押出し加
工するようにしたり、請求項7に記載しているように、
温度900℃以上1150℃以下で押出し加工するよう
にしたりすることが場合によっては望ましい。
In the embodiment of the method for producing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 6, the ratio of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe ( t / D) is set to 0.01 or more and 0.40 or less for extrusion processing, or as described in claim 7,
In some cases, it is desirable to carry out extrusion at a temperature of 900 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower.

【0013】[0013]

【発明の作用】本発明に係わるシームレスTi合金管お
よびその製造方法は、上述した構成を有するものである
が、Ti合金を熱間押出し加工によりシームレス管とす
る場合には、加工温度をβ領域とすると変形抵抗が減少
して加工が容易なものとなるものの、結晶粒が粗大化し
て加工材であるTi合金素材の靭延性が低下する。
The seamless Ti alloy pipe and the method for producing the same according to the present invention have the above-mentioned constitution. However, when a seamless pipe is formed by hot extrusion of a Ti alloy, the working temperature is in the β range. If so, the deformation resistance decreases and the work becomes easy, but the crystal grains become coarse and the toughness and ductility of the Ti alloy material as the work material decreases.

【0014】一方、Ti合金中にREMを添加すること
によって、Sを含有するTi合金中の硫化物ないし介在
物は粒状となって細かく分散するので、結晶粒成長の核
が広く分散することになるため、α−β遷移温度以上の
高温域における結晶粒の粗大化を抑制する作用があるこ
とから、Ti合金管を熱間押出し加工する場合の結晶粒
粗大化防止に著しく有効に作用することとなるので、こ
のようなSおよびTi合金は容易に押出し加工されるこ
ととなって特性の優れたシームレスTi合金管が製造さ
れることを確かめた。
On the other hand, when REM is added to the Ti alloy, the sulfides or inclusions in the Ti alloy containing S are granulated and finely dispersed, so that the nuclei of crystal grain growth are widely dispersed. Therefore, since it has an effect of suppressing coarsening of crystal grains in a high temperature range of α-β transition temperature or higher, it significantly acts to prevent coarsening of crystal grains when hot-extruding a Ti alloy tube. Therefore, it was confirmed that such S and Ti alloys can be easily extruded to produce a seamless Ti alloy tube having excellent characteristics.

【0015】また、細かくかつ均一に分散した上記硫化
物ないし介在物は、熱間押出し加工の際におけるTi合
金の酸化防止に有効に作用すると共に、潤滑のために用
いられるガラス系材料との親和性が良好であることか
ら、熱間での押出し加工中に潤滑剤が剥離するのを抑制
する作用があるので、Ti合金管の表面肌を良好なもの
にすると共に金型の摩耗ないし損傷を低減する作用が大
きいものとなる。
Further, the above-mentioned sulfides or inclusions finely and uniformly dispersed effectively act to prevent the oxidation of the Ti alloy during the hot extrusion process, and have an affinity with the glass-based material used for lubrication. Since it has good properties, it has the effect of suppressing the peeling of the lubricant during the hot extrusion process, which improves the surface texture of the Ti alloy tube and prevents wear or damage to the mold. The effect of reducing is great.

【0016】そして、これらの作用・効果は、REMの
ほかCaにおいても、また、SのほかSe,Teにおい
ても同様に認められる。
These actions and effects are similarly observed in Ca in addition to REM and in Se and Te in addition to S.

【0017】そこで、本発明に係わるシームレスTi合
金管およびその製造方法において適用されるTi合金の
化学成分組成(重量%)の限定理由を各々の作用と共に
さらに詳細に説明する。
Therefore, the reasons for limiting the chemical composition (% by weight) of the Ti alloy applied in the seamless Ti alloy pipe and the method for producing the same according to the present invention will be described in more detail together with their respective functions.

【0018】S:0.01〜10%,Se:0.01〜
10%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2
種以上を合計で10%以下 S,Se,Teはいずれも0.01%以上の含有量でT
i合金中に介在物を形成し、α−β変態の際の結晶粒生
成の核となり、結晶粒の粗大化を防止するが、過剰に含
有すると高温での変態能を著しく劣化させて押出し加工
性を低下させるので、それぞれ上限を10%に限定し、
2種以上含有させる場合も合計量の上限を10%に限定
した。
S: 0.01 to 10%, Se: 0.01 to
10%, Te: 0.01 to 10%, or 2
10% or less in total of species or more S, Se, and Te are all 0.01% or more in content of T
It forms inclusions in the i-alloy and acts as nuclei for crystal grain formation during α-β transformation and prevents coarsening of crystal grains. However, if it is contained in excess, the transformation ability at high temperature is significantly deteriorated and extrusion processing is performed. Therefore, the upper limit is limited to 10%,
Even when two or more kinds are contained, the upper limit of the total amount is limited to 10%.

【0019】REM:0.01〜10%,Ca:0.0
1〜10%のうちの1種または2種を合計で10%以下 本発明におけるREMは、Sc,Yおよびランタニド系
希土類金属(原子番号:57〜71)を指す。そして、
これらの希土類金属は、S,Se,Teと結合して安定
な化合物を形成し、介在物を粒状化して分散させること
により、Ti合金を熱間で押出し加工してTi合金管と
する際の結晶粒粗大化を抑制する作用がある。そして、
この作用は、いずれも0.01%以上の含有により得ら
れるが、過剰に含有させると強度および耐食性が低下す
るので、上限を10%とした。
REM: 0.01 to 10%, Ca: 0.0
One or two of 1 to 10% are 10% or less in total. REM in the present invention refers to Sc, Y and lanthanide rare earth metal (atomic number: 57 to 71). And
These rare earth metals combine with S, Se and Te to form a stable compound, and the inclusions are granulated and dispersed, whereby the Ti alloy is hot extruded to form a Ti alloy tube. It has an effect of suppressing coarsening of crystal grains. And
All of these effects are obtained by containing 0.01% or more. However, if the content is excessive, the strength and corrosion resistance decrease, so the upper limit was made 10%.

【0020】また、Caも、REMと同様に、S,S
e,Teと結合して安定な化合物を形成し、介在物を粒
状化して分散させる作用があるので、Caについても
0.01%以上とした。しかし、過剰に含有させると、
REMの場合と同様に、強度および耐食性が低下するの
で、上限を10%とし、合計量においても上限を10%
に規制した。
Further, Ca, like REM, has S, S
Since it has a function of forming a stable compound by binding to e and Te and granulating and dispersing inclusions, Ca is also set to 0.01% or more. However, if contained too much,
As in the case of REM, the strength and corrosion resistance decrease, so the upper limit is set to 10%, and the total amount also has an upper limit of 10%.
Regulated to.

【0021】Al:10%以下,V:25%以下,S
n:15%以下,Co:10%以下,Cu:10%以
下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10
%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:
20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,
O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で
30%以下 これらの元素は、いずれも、Ti合金の強度を向上させ
るのに有用な元素である。そして、このうち、Al,S
n,Co,Cu,Ta,Mn,Hf,W,Si,Nbは
Tiと結合して化合物を形成することにより強度を向上
させるが、限度を超えて含有させるとTiの塑性変形能
を害することによって押出し加工性や靭性(偏平性)を
低下させることとなるので、上記各元素の上限値とし
た。
Al: 10% or less, V: 25% or less, S
n: 15% or less, Co: 10% or less, Cu: 10% or less, Ta: 15% or less, Mn: 10% or less, Hf: 10
% Or less, W: 10% or less, Si: 0.5% or less, Nb:
20% or less, Zr: 10% or less, Mo: 15% or less,
O: 1% or more of 0.1% or less, and 30% or less in total, all of these elements are useful elements for improving the strength of the Ti alloy. And of these, Al, S
Although n, Co, Cu, Ta, Mn, Hf, W, Si, and Nb combine with Ti to form a compound, the strength is improved, but if it exceeds the limit, the plastic deformability of Ti is impaired. As a result, extrusion processability and toughness (flatness) will be reduced, so the upper limit values of the above-mentioned respective elements were made.

【0022】また、Zr,Mo,VはTi合金の結晶粒
を抑制し、適正な強度と塑性変形能を得るために添加さ
れるが、それぞれの成分を上限を超えて含有させるとβ
相が安定化するので、上記各元素の上限値とした。
Zr, Mo and V are added in order to suppress the crystal grains of the Ti alloy and to obtain appropriate strength and plastic deformability, but if each of the components exceeds the upper limit, β
Since the phases are stabilized, the upper limit values of the above elements are set.

【0023】さらに、Oは上記したようにTi合金の強
度を向上させるが、過剰であるとTi合金を脆くするの
で1%以下にしている。
Further, O improves the strength of the Ti alloy as described above, but if it is excessive, it makes the Ti alloy brittle, so it is made 1% or less.

【0024】そして、これらAl,V,Sn,Co,C
u,Ta,Mn,Hf,W,Si,Nb,Zr,Mo,
Oの合計量が多すぎるとTi合金の塑性変形能を害する
こととなって靭性を低下させたり偏平試験による亀裂が
発生しやすくなったりすることとなるので、これらの合
計量は30%以下に制限した。
Then, these Al, V, Sn, Co, C
u, Ta, Mn, Hf, W, Si, Nb, Zr, Mo,
If the total amount of O is too large, the plastic deformability of the Ti alloy is impaired, the toughness is reduced, and cracks due to the flatness test are likely to occur, so these total amounts should be 30% or less. Limited

【0025】管の肉厚(t)と外径(D)との比(t/
D):0.01以上0.40以下 管の肉厚(t)と外径(D)との比(t/D)が小さく
なればなるほど、必要とされる押出し力が増加して設備
が大型化することにより設備費用が嵩むこととなるの
で、その下限を0.01とした。また、t/Dの大きな
Ti合金管は機械加工法によっても製造が可能であると
共に、t/Dの過大なTi合金管は工業的にあまり意味
がないので、その上限を0.40とした。
The ratio of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe (t /
D): 0.01 or more and 0.40 or less The smaller the ratio (t / D) of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe, the greater the required extrusion force and the equipment Since the equipment cost increases due to the large size, the lower limit is set to 0.01. Further, a Ti alloy pipe having a large t / D can be manufactured by a machining method, and a Ti alloy pipe having an excessively large t / D is industrially meaningless, so the upper limit is set to 0.40. .

【0026】押出し加工温度:900℃以上1150℃
以下 Ti合金素材に対する押出し加工温度が低い場合は、T
i合金素材の変形抵抗が大きく、潤滑剤を使用するとは
いえ金型との摩擦が大きくなり、金型の損耗や押出し加
工材の表面品質を劣化させることとなるので、加工温度
の下限を900℃とした。また、押出し加工温度が高い
場合は、各種元素を添加することにより結晶粒の粗大化
を抑制しているものの、結晶粒の粗大化による悪影響が
大きくなるので、加工温度の上限を1150℃とした。
Extrusion processing temperature: 900 ° C. or more and 1150 ° C.
Below, when the extrusion temperature for Ti alloy material is low, T
The i-alloy material has a large deformation resistance, and even if a lubricant is used, the friction with the die becomes large, resulting in wear of the die and deterioration of the surface quality of the extruded material. ℃ was made. Further, when the extrusion processing temperature is high, although the coarsening of the crystal grains is suppressed by adding various elements, the adverse effect of the coarsening of the crystal grains becomes large, so the upper limit of the processing temperature was set to 1150 ° C. .

【0027】[0027]

【実施例】実施例1〜9 表に示すNo.1〜9の組成を有する各種Ti合金塊
(直径100mm)の表面にガラス系潤滑剤を塗布した
のち、外径60mmのマンドレルを用いて温度1000
℃で熱間押出し加工を実施することによって、各々のシ
ームレスTi合金管を製造した。
EXAMPLES Examples 1 to 9 Nos. After applying a glass-based lubricant to the surface of various Ti alloy lumps (diameter 100 mm) having a composition of 1 to 9, a mandrel having an outer diameter of 60 mm was used to obtain a temperature of 1000.
Each seamless Ti alloy tube was manufactured by carrying out a hot extrusion process at ℃.

【0028】次いで、各シームレスTi合金管について
偏平試験(JIS)を実施すると共に製造能率により製
造性の評価を行った。そして、偏平試験を実施したシー
ムレスTi合金管の内外表面について浸透探傷試験を実
施して、亀裂発生の有無を調査した。これらの結果を同
じく表のNo.1〜9の欄に示す。
Then, a flatness test (JIS) was carried out for each seamless Ti alloy pipe, and the productivity was evaluated by the production efficiency. Then, a penetration flaw detection test was carried out on the inner and outer surfaces of the seamless Ti alloy tube subjected to the flatness test to investigate the presence or absence of cracks. These results are also shown in No. of the table. It shows in the column of 1-9.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】表に示す結果より明らかなように、発明例
No.3〜8では製造能率が良く、偏平試験で亀裂が発
生していなかったのに対して、SおよびREM含有量の
少ない比較例No.1およびREM,Caを含まない比
較例No.2ではあまり良くない結果となっていた。ま
た、S含有量およびREM含有量が多すぎる比較例N
o.9においても変形能が低下して偏平試験で亀裂が発
生していた。
As is clear from the results shown in the table, Invention Example No. In Comparative Examples Nos. 3 to 8, the manufacturing efficiency was good and no cracks were generated in the flatness test, while Comparative Example No. 3 having a small S and REM content. Comparative Example No. 1 containing no REM and Ca. The result of 2 was not so good. In addition, Comparative Example N having too much S content and REM content
o. In No. 9 as well, the deformability was lowered and cracks were generated in the flatness test.

【0032】実施例10〜21 表に示すNo.10〜21の組成を有する各種Ti合金
塊(直径100mm)の表面にガラス系潤滑剤を塗布し
たのち、外径50mmのマンドレルを用いて温度100
0℃で熱間押出し加工を実施することによって、各々の
シームレスTi合金管を製造した。
Examples 10 to 21 Nos. After applying a glass-based lubricant to the surface of various Ti alloy lumps (diameter 100 mm) having compositions of 10 to 21, a mandrel having an outer diameter of 50 mm was used to obtain a temperature of 100.
Each seamless Ti alloy tube was manufactured by performing a hot extrusion process at 0 degreeC.

【0033】次いで、各シームレスTi合金管について
偏平試験(JIS)を実施すると共に製造能率により製
造性の評価を行った。そして、偏平試験を実施したシー
ムレスTi合金管の内外表面について浸透探傷試験を実
施して、亀裂発生の有無を調査した。これらの結果を同
じく表のNo.10〜21の欄に示す。
Then, a flatness test (JIS) was carried out for each seamless Ti alloy pipe, and the productivity was evaluated by the production efficiency. Then, a penetration flaw detection test was carried out on the inner and outer surfaces of the seamless Ti alloy tube subjected to the flatness test to investigate the presence or absence of cracks. These results are also shown in No. of the table. It shows in the column of 10-21.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】表に示す結果より明らかなように、発明例
No.13〜20では製造能率が良く、偏平試験で亀裂
が発生していなかったのに対して、S,Se,Te含有
量およびREM,Ca含有量の少ない比較例No.1
1,12,13では偏平試験により亀裂が発生してお
り、反対に、S,Se,Teの合計含有量が多すぎる比
較例No.20およびCa含有量が多すぎる比較例N
o.21においても偏平試験により亀裂が発生してい
た。
As is clear from the results shown in the table, Invention Example No. In Nos. 13 to 20, the production efficiency was good, and cracks were not generated in the flattening test, whereas in Comparative Example No. 3 having a low S, Se, Te content and a low REM, Ca content. 1
In Nos. 1, 12, and 13, cracks were generated by the flattening test, and conversely, the total content of S, Se, and Te was too large. 20 and Comparative Example N with too much Ca content
o. Also in No. 21, cracks were generated by the flatness test.

【0037】実施例22〜38 表に示すNo.22〜38の組成を有する各種Ti合金
塊(直径100mm)の表面にガラス系潤滑剤を塗布し
たのち、外径40mmのマンドレルを用いて温度100
0℃で熱間押出し加工を実施することによって、各々の
シームレスTi合金管を製造した。
Examples 22 to 38 Nos. After coating a glass-based lubricant on the surface of various Ti alloy ingots having a composition of 22 to 38 (diameter 100 mm), a mandrel having an outer diameter of 40 mm was used to obtain a temperature of 100.
Each seamless Ti alloy tube was manufactured by performing a hot extrusion process at 0 degreeC.

【0038】次いで、各シームレスTi合金管について
偏平試験(JIS)を実施すると共に製造能率により製
造性の評価を行った。そして、偏平試験を実施したシー
ムレスTi合金管の内外表面について浸透探傷試験を実
施して、亀裂発生の有無を調査した。これらの結果を同
じく表のNo.22〜38の欄に示す。
Then, a flatness test (JIS) was carried out for each seamless Ti alloy tube, and the productivity was evaluated by the production efficiency. Then, a penetration flaw detection test was carried out on the inner and outer surfaces of the seamless Ti alloy tube subjected to the flatness test to investigate the presence or absence of cracks. These results are also shown in No. of the table. It is shown in columns 22 to 38.

【0039】[0039]

【表5】 [Table 5]

【0040】[0040]

【表6】 [Table 6]

【0041】[0041]

【表7】 [Table 7]

【0042】表に示す結果より明らかなように、発明例
No.22〜31では製造能率が良く、偏平試験で亀裂
が発生していなかったのに対して、Al+V含有量が多
すぎる比較例No.32、V+Sn含有量が多すぎる比
較例No.33、Co+Ta含有量が多すぎる比較例N
o.34、Cu+Mn含有量が多すぎる比較例No.3
5、Hf+WおよびSi含有量が多すぎるNo.36、
Nb+Zr含有量が多すぎるNo.37、Mo含有量が
多すぎる比較例No.38では、いずれも偏平試験で亀
裂が発生していた。
As is clear from the results shown in the table, Invention Example No. In Nos. 22 to 31, the production efficiency was good, and cracks were not generated in the flatness test, whereas in Comparative Example No. 3 in which the Al + V content was too large. 32, comparative example No. 32 having too much V + Sn content. 33, Comparative Example N containing too much Co + Ta
o. 34, comparative example No. 3 having too much Cu + Mn content. 3
5, Hf + W and Si content is too high. 36,
Nb + Zr content is too high. 37, Comparative Example No. 3 having too much Mo content. In No. 38, cracks were generated in the flatness test.

【0043】実施例39〜47 表に示すNo.39〜47の組成を有する各種Ti合金
塊(直径100mm)の表面にガラス系潤滑剤を塗布し
たのち、種々の外径を有するマンドレルを用いて温度8
80〜1250℃で熱間押出し加工を実施することによ
って、各々のシームレスTi合金管を製造した。
Examples 39 to 47 Nos. After applying a glass-based lubricant to the surface of various Ti alloy lumps (diameter 100 mm) having a composition of 39 to 47, a mandrel having various outer diameters was used for temperature 8
Each seamless Ti alloy tube was manufactured by carrying out a hot extrusion process at 80 to 1250 ° C.

【0044】次いで、各シームレスTi合金管について
偏平試験(JIS)を実施すると共に製造能率により製
造性の評価を行った。そして、偏平試験を実施したシー
ムレスTi合金管の内外表面について浸透探傷試験を実
施して、亀裂発生の有無を調査した。これらの結果を同
じく表のNo.39〜47の欄に示す。
Then, a flatness test (JIS) was carried out for each seamless Ti alloy pipe, and the productivity was evaluated by the production efficiency. Then, a penetration flaw detection test was carried out on the inner and outer surfaces of the seamless Ti alloy tube subjected to the flatness test to investigate the presence or absence of cracks. These results are also shown in No. of the table. It is shown in columns 39 to 47.

【0045】[0045]

【表8】 [Table 8]

【0046】[0046]

【表9】 [Table 9]

【0047】表に示す結果より明らかなように、発明例
No.41〜45では製造能率が良く、偏平試験で亀裂
が発生していなかったのに対して、押出し温度が低い比
較例No.39では変形抵抗が大きいため製造性があま
り良くなく、t/Dが大きい比較例No.40において
も製造性があまり良くなく、押出し温度が1200℃以
上である比較例No.46,47では結晶粒の粗大化傾
向が見られて偏平試験で微小亀裂ないしは亀裂が発生し
ていた。
As is clear from the results shown in the table, Invention Example No. In Nos. 41 to 45, the production efficiency was good, and cracks did not occur in the flatness test, while Comparative Example No. 4 having a low extrusion temperature. In Comparative Example No. 39, the deformation resistance is large and the manufacturability is not so good, and t / D is large. Also in Comparative Example No. 40, the manufacturability is not so good and the extrusion temperature is 1200 ° C. or higher. In Nos. 46 and 47, a tendency of coarsening of crystal grains was observed, and microcracks or cracks were generated in the flatness test.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明に係わるシームレスTi合金管
は、請求項1に記載しているように、重量%で、S:
0.01〜10%,Se:0.01〜10%,Te:
0.01〜10%のうちの1種または2種以上を合計で
10%以下、REM:0.01〜10%,Ca:0.0
1〜10%のうちの1種または2種を合計で10%以
下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成を有し、
押出し成形されて継ぎ目なしの管状に形成されてなるも
のであるから、表面品質が良好であり、金型の損耗が小
さいと共に、偏平試験特性にも優れており、とくに、大
型構造物に適用可能な大型かつ厚肉のTi合金管を提供
することが可能であるという著しく優れた効果がもたら
される。
EFFECTS OF THE INVENTION The seamless Ti alloy pipe according to the present invention has, as described in claim 1, S:% by weight.
0.01-10%, Se: 0.01-10%, Te:
One or two or more of 0.01 to 10% are 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, Ca: 0.0
1 to 10% of one or two kinds in total of 10% or less is contained, and the balance substantially has a composition consisting of Ti,
Since it is extruded and formed into a seamless tubular shape, it has good surface quality, little die wear, and excellent flatness test characteristics, making it particularly applicable to large structures. The remarkable effect of being able to provide a large and thick Ti alloy tube is brought about.

【0049】また、同じく本発明に係わるシームレスT
i合金管は、請求項2に記載しているように、重量%
で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10%,
Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以上を
合計で10%以下、REM:0.01〜10%,Ca:
0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で10
%以下、Al:10%以下,V:25%以下,Sn:1
5%以下,Co:10%以下,Cu:10%以下,T
a:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10%以
下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:20
%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,O:
0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で30
%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成を有
し、押出し成形されて継ぎ目なしの管状に形成されてな
るものであるから、請求項1に記載のシームレスTi合
金管の強度をさらに向上させることが可能であるという
著しく優れた効果がもたらされる。
The seamless T according to the present invention is also provided.
The i-alloy tube has a weight percentage as defined in claim 2.
, S: 0.01 to 10%, Se: 0.01 to 10%,
Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, Ca:
1 or 2 of 0.01 to 10% in total 10
% Or less, Al: 10% or less, V: 25% or less, Sn: 1
5% or less, Co: 10% or less, Cu: 10% or less, T
a: 15% or less, Mn: 10% or less, Hf: 10% or less, W: 10% or less, Si: 0.5% or less, Nb: 20
% Or less, Zr: 10% or less, Mo: 15% or less, O:
30% of one or more of 0.1% or less
% Or less and has a composition consisting essentially of Ti as the balance, and is extruded to form a seamless tubular shape. Therefore, the strength of the seamless Ti alloy pipe according to claim 1 The remarkable effect that it can be further improved is provided.

【0050】そして、本発明に係わるシームレスTi合
金管の実施態様においては、請求項3に記載しているよ
うに、管の肉厚(t)と外径(D)との比(t/D)が
0.01以上0.40以下であるものとすることによっ
て、必要とされる押出し力を過大なものとすることな
く、大型構造物に適用可能な大型・厚肉のTi合金管を
提供することが可能であるという著しく優れた効果がも
たらされる。
In the embodiment of the seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 3, the ratio (t / D) of the wall thickness (t) to the outer diameter (D) of the pipe. ) Is 0.01 or more and 0.40 or less, thereby providing a large-sized / thick-walled Ti alloy pipe applicable to large-scale structures without increasing the required extrusion force. It is possible to achieve the remarkably excellent effect.

【0051】また、本発明に係わるシームレスTi合金
管の製造方法は、請求項4に記載しているように、重量
%で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10
%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以
上を合計で10%以下、REM:0.01〜10%,C
a:0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で
10%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成
のTi合金素材を押出し加工して管状に成形するように
したから、表面品質が良好であり、金型の損耗が小さい
と共に、偏平試験特性にも優れており、とくに、大型構
造物に適用可能な大型かつ厚肉のTi合金管を提供する
ことが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
In the method for producing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 4, S: 0.01 to 10% and Se: 0.01 to 10% by weight.
%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, C
a: A Ti alloy material containing 0.01 to 10% of one or two kinds in total of 10% or less, and the balance being substantially Ti, so as to be extruded into a tubular shape. Therefore, the surface quality is good, the wear of the mold is small, and the flatness test characteristics are also excellent. In particular, it is possible to provide a large and thick Ti alloy pipe applicable to large structures. The remarkably excellent effect of

【0052】また、請求項5に記載しているように、重
量%で、S:0.01〜10%,Se:0.01〜10
%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2種以
上を合計で10%以下、REM:0.01〜10%,C
a:0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で
10%以下、Al:10%以下,V:25%以下,S
n:15%以下,Co:10%以下,Cu:10%以
下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10
%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:
20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,
O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で
30%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成
のTi合金素材を押出し加工して管状に成形するように
したから、請求項4で製造されるシームレスTi合金管
に比べて強度がより一層向上したシームレスTi合金管
を製造することが可能であるという著しく優れた効果が
もたらされる。
Further, as described in claim 5, S: 0.01 to 10% and Se: 0.01 to 10% by weight.
%, Te: 0.01 to 10%, one or more of which is 10% or less in total, REM: 0.01 to 10%, C
a: One or two of 0.01 to 10% in total, 10% or less, Al: 10% or less, V: 25% or less, S
n: 15% or less, Co: 10% or less, Cu: 10% or less, Ta: 15% or less, Mn: 10% or less, Hf: 10
% Or less, W: 10% or less, Si: 0.5% or less, Nb:
20% or less, Zr: 10% or less, Mo: 15% or less,
O: a Ti alloy material containing 0.1% or less and one or more kinds of 30% or less in total, and the balance being substantially Ti is extruded to form a tubular shape. Therefore, the remarkably excellent effect that it is possible to manufacture a seamless Ti alloy pipe having further improved strength as compared with the seamless Ti alloy pipe manufactured in claim 4 is brought about.

【0053】そして、本発明に係わるシームレスTi合
金管の製造方法の実施態様においては、請求項6に記載
しているように、管の肉厚(t)と外径(D)との比
(t/D)が0.01以上0.40以下にして押出し加
工するようになすことによって、必要とされる押出し力
を過大なものとすることなく、大型構造物に適用可能な
大型・厚肉Ti合金管を製造することが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
In the embodiment of the method for producing a seamless Ti alloy pipe according to the present invention, as described in claim 6, the ratio between the wall thickness (t) and the outer diameter (D) of the pipe ( t / D) is set to 0.01 or more and 0.40 or less so that the extrusion processing is performed, so that a large-sized / thick-walled structure applicable to a large-scale structure without increasing the required extrusion force. The remarkable advantage is that it is possible to produce Ti alloy tubes.

【0054】そしてさらに、請求項7に記載しているよ
うに、温度900℃以上1150℃以下で押出し加工す
るようになすことによって、Ti合金素材の熱間押出し
加工の際における変形抵抗を小さなものにできると共に
結晶粒の粗大化を防止してシームレスTi合金管を製造
することが可能であるという著しく優れた効果がもたら
される。
Further, as described in claim 7, by extruding at a temperature of 900 ° C. or more and 1150 ° C. or less, the deformation resistance in the hot extrusion of the Ti alloy material is small. In addition, it is possible to produce a seamless Ti alloy tube while preventing coarsening of crystal grains, which is a remarkable advantage.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、を含有し、残部実質
的にTiよりなる組成を有し、押出し成形されて継ぎ目
なしの管状に形成されていることを特徴とするシームレ
スTi合金管。
1. By weight%, S: 0.01 to 10%, S
e: 0.01 to 10%, Te: 0.01 to 10%, one or more kinds in total of 10% or less, REM:
0.01 to 10%, Ca: 1 out of 0.01 to 10%
A seamless Ti alloy pipe containing at least 10% in total of two or more kinds, and having a composition consisting essentially of Ti for the balance, and being extruded to form a seamless tube.
【請求項2】 重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、Al:10%以下,
V:25%以下,Sn:15%以下,Co:10%以
下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,Mn:10
%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,Si:
0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%以下,
Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1種また
は2種以上を合計で30%以下、を含有し、残部実質的
にTiよりなる組成を有し、押出し成形されて継ぎ目な
しの管状に形成されていることを特徴とするシームレス
Ti合金管。
2. By weight%, S: 0.01 to 10%, S
e: 0.01 to 10%, Te: 0.01 to 10%, one or more kinds in total of 10% or less, REM:
0.01 to 10%, Ca: 1 out of 0.01 to 10%
Or less than 10% in total, Al: 10% or less,
V: 25% or less, Sn: 15% or less, Co: 10% or less, Cu: 10% or less, Ta: 15% or less, Mn: 10
% Or less, Hf: 10% or less, W: 10% or less, Si:
0.5% or less, Nb: 20% or less, Zr: 10% or less,
Mo: 15% or less, O: 0.1% or less, one kind or two or more kinds in total, 30% or less is contained, and the balance has a composition substantially made of Ti. Seamless Ti alloy tube characterized by being formed into a tubular shape without.
【請求項3】 管の肉厚(t)と外径(D)との比(t
/D)が0.01以上0.40以下である請求項1また
は2に記載のシームレスTi合金管。
3. The ratio (t) between the wall thickness (t) and the outer diameter (D) of the pipe.
/ D) is 0.01 or more and 0.40 or less, The seamless Ti alloy pipe according to claim 1 or 2.
【請求項4】 重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、を含有し、残部実質
的にTiよりなる組成のTi合金素材を押出し加工して
管状に成形することを特徴とするシームレスTi合金管
の製造方法。
4. By weight%, S: 0.01 to 10%, S
e: 0.01 to 10%, Te: 0.01 to 10%, one or more kinds in total of 10% or less, REM:
0.01 to 10%, Ca: 1 out of 0.01 to 10%
A method for producing a seamless Ti alloy pipe, which comprises extruding a Ti alloy material having a composition of 10% or less in total, or 10% or less in total, with the balance being substantially Ti to form a tubular shape.
【請求項5】 重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、Al:10%以下,
V:25%以下,Sn:15%以下,Co:10%以
下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,Mn:10
%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,Si:
0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%以下,
Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1種また
は2種以上を合計で30%以下、を含有し、残部実質的
にTiよりなる組成のTi合金素材を押出し加工して管
状に成形することを特徴とするシームレスTi合金管の
製造方法。
5. By weight%, S: 0.01 to 10%, S
e: 0.01 to 10%, Te: 0.01 to 10%, one or more kinds in total of 10% or less, REM:
0.01 to 10%, Ca: 1 out of 0.01 to 10%
Or less than 10% in total, Al: 10% or less,
V: 25% or less, Sn: 15% or less, Co: 10% or less, Cu: 10% or less, Ta: 15% or less, Mn: 10
% Or less, Hf: 10% or less, W: 10% or less, Si:
0.5% or less, Nb: 20% or less, Zr: 10% or less,
A Ti alloy material containing Mo: 15% or less and O: 0.1% or less, 30% or less in total of one kind or two or more kinds, and the balance substantially consisting of Ti is extruded. A method for producing a seamless Ti alloy tube, which is characterized by being formed into a tubular shape.
【請求項6】 管の肉厚(t)と外径(D)との比(t
/D)を0.01以上0.40以下にして押出し加工す
る請求項4または5に記載のシームレスTi合金管の製
造方法。
6. The ratio (t) between the wall thickness (t) and the outer diameter (D) of the pipe.
/ D) is 0.01 or more and 0.40 or less, and extruding is carried out, The manufacturing method of the seamless Ti alloy pipe of Claim 4 or 5.
【請求項7】 温度900℃以上1150℃以下で押出
し加工する請求項4ないし6のいずれかに記載のシーム
レスTi合金管の製造方法。
7. The method for producing a seamless Ti alloy pipe according to claim 4, wherein the extrusion is carried out at a temperature of 900 ° C. or more and 1150 ° C. or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115652138A (en) * 2022-10-27 2023-01-31 陕西天成航空材料有限公司 Preparation method of ultrafine-grained titanium alloy bar for aircraft engine rotor

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