JPS61147864A - チタン合金冷延板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チタン合金冷延板の製造方法、特に圧延方向
（以下り方向という）と、それに対し垂直方向（以下Ｔ
方向という）の焼鈍処理後の機械的性質が同程度となる
Ｔｉ　−３Ａ１２−２．５Ｖ系合金冷延板の製造方法に
関する。

（従来の技術） Ｔｉ　　３Ａ（２２，５Ｖ系合金（Ｄ薄Ｆｉ〕ｌＪｉ造
ハ、通常、熱間圧延−焼鈍一説スケールー冷間圧延−焼
鈍の各工程を経て行われるが、こうして得られる従来品
の機械的性質は、耐力においてＴ方向のほうがＬ方向よ
りも太き（、Ｔ方向耐力（以下、σｏ、２（Ｔ）と記す
）とＬ方向耐力（以下、σ。１（Ｌ）と記す）の比、つ
まり、耐力異方性σ、、ａ（Ｔ）／σｇ、！Ｌ　（Ｌ　
）は、約１．３であった。

こうした機械的性質の異方性、特に耐力の異方性を軽減
させる方法としては、クロス圧延法、すなわち圧延方向
を通常９０度変えて次回の圧延を行う圧延法があるが、
この方法はコイルのような長尺物にはその性質上通用で
きない。

また、純金属のＴｉについては、前履歴の圧延方向と同
一方向に冷間圧延率４０％以上で冷間圧延し、次いで焼
鈍するとσ、、Ｌ（Ｔ）／σｓ、ｚ（Ｌ）は１．１５以
下になることがわかっている（特開昭５９−１７９７７
２号公報参照）が、α＋βの２相合金であるＴｉ　−３
ＡＲ−２，５ν系については、報告されていない。しか
も、上記公開公報に開示されている方法は、０２含を量
の高い高純度Ｔｉについてであって、このようにα相単
相の高純度Ｔｉにして初めて可能であり、純Ｔｉに鮫、
■の合金が多量に添加された上述のようなＴｉ　−３Ａ
！２−２．５Ｖ系のα＋β型２相合金については、併存
するβ相の影響は不明であった。

（発明が解決すべき問題点） かくして本発明の目的とするところは、（α＋β）型チ
タン合金においても耐力異方性の少ないチタン合金材料
、特に冷延材を製造する方法を提供することである。

ここで、Ｔｉ合金を結晶構造より分類すると、α型、α
＋β型、β型の３種類に分かれ、これらは一般に性質が
それぞれ異なる。　Ｔｉ　−３Ａ１２−２．５Ｖ系は、
α＋β型のチタン合金であり、異方性を示す傾向がある
が、大きな冷間加工率を取れることは良（知られている
。しかし他のα＋β型チタン合金は、冷間加工すること
自体が困難である。また、他の冷間加工可能なものとし
てはβ型合金があるが、耐力異方性は余り問題とならな
い。

そこで、本発明のより特定的目的は、比較的加工が容易
であってしかも異方性のみられるＴｉ−３Ａｉ２−２．
５Ｖ系合金において耐力異方性の少ないチタン合金材料
、特に冷延材を製造する方法を提供することである。

（問題点を解決すべき手段） そこで、本発明者らは、α相単相の場合はともかく、α
＋β相合金の場合にあっても耐力異方性の小さい冷間圧
延板の製造法を種々検討し、そのうち、可能性の最も大
きい方法として冷間圧延率と焼鈍温度を変え、耐力の異
方性の小さいＴｉ−３に！−２，５Ｖ系合金の薄板を製
造する方法を研究した結果、予想外にもα単相の純金属
のＴｉと同様、（α＋β）型チタン合金においても冷間
圧延率が高くなるにつれ、Ｌ方向とＴ方向の耐力差を小
さくすることができることを見い出して本発明を完成し
た。

すなわち、本発明者らの知見によれば、一般に（α＋β
）型チタン合金は冷間加工が困難であるが、Ｔｉ　−３
Ｍ−２，５Ｖ系合金は例外的に冷間加工を大きくとれる
のであり、これは後者の合金では組織のほとんどが最密
六方晶のα相で占められているからである。一方、（α
＋β）型合金はほとんど冷間加工は行われないが、しか
しβ相は体心立方晶から成り、これは冷間加工が容易で
あって異方性が余りみられないのである。したがって、
（α＋β）型合金であっても、β相の少ない系にあって
は前述のように純Ｔｉ板と同様の現象がみられたのであ
った。

ここに、本発明の要旨とするところは、重量％でＮ２：
　２．５〜３．５％、Ｖ：２．０〜３．０％、残部Ｔｉ
および通常の不純物からなるチタン合金の熱延焼鈍板を
、熱延方向と同一の方向に冷間圧延率６７％以上で冷間
圧延し、次いで６５０〜９００℃の間で焼鈍することを
特徴とするチタン合金冷延板の製造方法である。

ここで、本発明で対象とする上記組成範囲のチタン合金
はＡＳＴＭグレード９　ノＴｉ　−３Ａ１２　２．５Ｖ
系チタン合金である。

（作用） かくして、本発明方法によれば、Ｔｉ　　３Ａ１２　２
−５ｖ系を冷間圧延率σ−（ｔ、　−ｔ／ｌｏ）　ｘｉ
ＯＯ（ただし、ｔｏ：圧延前の板厚、ｔ：圧延後の板厚
）６７％以上で、熱間圧延方向と同一方向に冷間圧延し
、次いで６５０〜９００℃の間で焼鈍することによって
、σ、、、（Ｔ）／σ、、、（Ｌ）≦１．１の耐力異方
性の非常に小さいチタン合金の薄冷延板を製造すること
ができる。

上記チタン合金において、鮫およびＶは、強度（σＢ１
σ６．２）を上昇させるために添加するもので、冷間加
工可能な合金であるＴｉ　−３Ａ２−２．５Ｖ系として
は２．５　≦蚊≦３．５　ｗｔ％、２．０　≦■≦３．
Ｏｗｔ％と規定されている。ＡＱは２．５％未満または
Ｖは２．０％未満では、ともに強度が低く、また鮫は３
゜５％、■は３．０％を超えると冷間加工性が悪化する
ので、鮫、■の上下限をそれぞれに上述のように限定し
た。

冷間圧延率が６７％未満では所定の耐力等方性が得られ
ない。

本発明にあっては冷間圧延後に６５０〜９００℃で焼鈍
するが、このときの焼鈍温度が６５０℃未満では焼鈍が
十分に行われず、また、本発明の範囲内の冷間圧延を行
っても耐力異方性が１．１０を越えてしまうときがあり
、一方、９００℃を越えると変態してしまうおそれがあ
る。

以下に実施例により本発明をさらに説明する。

１１皿上 第１表に示す化学成分を有するＴｉ　−３Ａ１２−２．
５Ｖ系合金の熱延焼鈍板を、一旦空冷による焼鈍を行っ
た後、種々の圧延率で冷間圧延し、その後７００’ＣＸ
１ｈｒ、炉冷の焼鈍を行った。７１％の冷間圧延率をと
ったものについては、焼鈍後冷間圧延と焼鈍をさらに１
回繰り返した。そして、これらの薄板のし方向とＴ方向
について室温での引張試験を行った。結果を第２表に示
す。

第２表から明らかなように、ＬＳＴ方向の耐力比（σ。

１（Ｔ）／σ、、ｔ（Ｌ）は、冷延率の増加とともに低
下していくのがわかる。ここで、σ。、２（Ｔ）／σ−
、ａ（Ｌ）≦１．１で実用上は等方であると考えると冷
延率６７％以上でそのような等方性達成が可能である。

試験Ｎ１１４参照、またこのような冷間圧延率をとった
場合、必要により焼鈍後さらに５０％以上の冷間圧延を
行ってもその等方性は維持される（試験１１ｈ６．７参
照）。

１１皿１ 実施例１と同じ素材である熱延焼鈍板を３３％と６７％
との２種類の圧延率で冷間圧延し、その後、種々の温度
で、１　ｈｒ、空冷の焼鈍を行い、Ｌ方向とＴ方向の引
張試験を行った。σ、、、（Ｔ）／σ１．。

（Ｌ）の結果を添付図面グラフにまとめて示す。

実施例１と同様、耐力異方性σ、Ａ（Ｔ）／σ１．！（
Ｌ）は、冷間圧延率が高い方が小さい。また、等方と考
えられるσ、、、（Ｔ）／σ、、Ｌ（Ｌ）≦１．１とな
るのは冷間圧延率が６７％で、その後の焼鈍温度が６５
０℃以上の場合であル、　Ｔｉ　　３　Ｎ２　２．５Ｖ
系のβ−ｔｒａｎｓｕｓは約９３０℃であるので、焼鈍
温度の上限は９００℃と考えられる。

（効果） 以上に説明したとおり、本発明による方法は、前工程で
の熱間圧延と同じ方向に６７％以上の大きな圧延率の冷
間圧延を施すことにより、その後の焼鈍後のり、Ｔ方向
の耐力差を容易に等方近くまで小さぐすることができ、
しかも、それが冷間圧延率の制御だけで実現可能という
ことから、Ｔｉ　−３Ａ１２−２．５Ｖ系合金板をコイ
ルの型で製造する上で極めて有利な方法で、クロス圧延
法等従来法に比べ格段に優れている。

第１表 第２表 （注）Ｎ１：熱間圧延−焼鈍後の冷間圧延率＊２：冷間
圧延−焼鈍後の冷間圧延率 ＊３：引張方向

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例２の試験結果をまとめて示す
グラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で、Ａｌ：２．５〜３．５％、Ｖ：２．０〜３．
   ０％、残部Ｔｉおよび通常の不純物からなるチタン合金
   の熱延焼鈍板を、熱間圧延方向と同一の方向に冷間圧延
   率６７％以上で冷間圧延し、次いで６５０〜９００℃の
   間の温度で焼鈍することを特徴とするチタン合金冷延板
   の製造方法。