JPS61174346A - 曲げ性のすぐれた耐食性チタン合金 - 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、曲げ性のすぐれた耐食性チタン合金、特にタ
ンタル、ジルコニウムを合金元素として含有する曲げ性
のすぐれた耐食性チタン合金に関する。

（従来の技術） 近年、チタンは耐食性がすぐれているため酸化性腐食環
境ならびに海水その他塩化物を含む腐食環境における耐
食性材料として工業的に広く使われるようになった。し
かし、チタンは硝酸のような酸化性環境であってもその
濃度により耐食性が劣化することが知られている。すな
わち、硝酸中ではチタンは低濃度および高濃度では耐食
性は良好であるが、中濃度（４０％）の硝酸では耐食性
は劣化する。この濃度でのチタンの耐食性を改善するた
めにチタン−タンタル合金が研究され実用化されている
。

一方、純ジルコニウムは酸化性腐食環境においてすぐれ
た耐食性を示すことが知られており、またチタン−ジル
コニウム合金についても耐食性等の研究が行われている
。

しかし、これらのチタン、チタン−タンタル合金、チタ
ン−ジルコニウム合金のいずれにあっても曲げ加工など
の加工性は満足すべきものではなく、かかる材料の用途
拡大の大きな障害となっていた。しかも実用合金である
チタン−タンタル（Ｔｉ　−５Ｔａ　）合金は、タンタ
ル自体が高価である他に融点が高く比重も大きい合金元
素のため、均質に熔解するのに極めてコストがかかる合
金であった。また、チタン−ジルコニウム合金は純ジル
コニウム、純チタンに比べて著しく耐酸化性が劣り、ま
た高温加工が困難である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的とするところは、従来のチタン−タンタル
合金と比較して同等あるいはそれ以上の耐食性を備えて
おりながら、加工性にすぐれた、それよりはるかに安価
なチタン合金を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上述の目的を達成すべく、鋭意研究を続
けたところ、チタン−タンタル−ジルコニウム系合金が
特にすぐれた加工性を備えていることを知り、さらに種
々検討した結果、本発明を完成したものである。

ここに、本発明の要旨とするところは、タンタル０．５
〜１０ｆｆｉｔｉｉ％、ジルコニウム１〜７重量％、残
部チタンから成る、曲げ性のすぐれた耐食性チタン合金
である。

（作用） 次に、本発明における上述の合金組成の限定理由を述べ
る。以下、「％」はいずれも「重量％」である。

本発明にあってタンタルは０．５〜１０重量％含有され
るが、０．５％未満では耐食性の改善の効果が小さく、
曲げ性も悪い、一方、１０％を超えると、合金元素であ
るタンタルが高価なため、不経済である。

また、ジルコニウムが１％より少ないと所期の効果であ
る曲げ性の改善効果が得られず、一方、７％を超えると
耐食性が劣化する。

その他、不可避不純物として、０２　、Ｎ　２等が存在
するが、好ましくはそれら各不純物の量はそれぞれ０．
２％以下に抑制する。

次に実施例によって本発明をさらに説明する。

実施± 本例では、タンタルを０．５から１０重量％、ジルコニ
ウムを１から７重量％ともに含有するチタン合金を溶解
し、β域で粗熱間圧延し１．７５０℃で焼鈍した後、α
−α＋β変態点より約１００℃低い温度を加熱温度とし
て仕上熱間圧延を行い、次いで最終焼鈍をそのときの仕
上げ温度よりさらに１００℃低い温度で実施してチタン
−タンタル−ジルコニウム合金の熱延板を製造した。

また、比較のため、従来合金としてタンタルだけを３重
量％含むチタン合金とジルコニウムを５重量％だけ含む
チタン合金と純チタンとをそれぞれ熔解し、同様の方法
、条件で熱延板を製造した。

なお、比較用として本発明において限定する範囲を越え
てタンタルおよびジルコニウムを含有する合金を同様に
して調製した。各合金組成および製造条件を第１表に示
す。

次いで、このようにして製造した熱延板のし方向とＴ方
向より試験片を採取し、曲げ角度９０°の曲げ試験を実
施した０曲げ半径は、板厚の２倍（２ｔ）と２．５倍（
２，５ｔ）で行い、試験後２０倍で試験片表面を観察し
、割れの有無を確認した。

曲げ試験結果を第２表にまとめて示す。

供試合金のうち、本発明に係る合金は、合金Ａ、Ｂ、Ｃ
，Ｄ、Ｅであり、従来材は合金Ｆ、Ｇ、Ｈである。合金
！、ＪＳＫは比較用である０合金Ｆはジルコニウムのみ
を含有する合金、合金Ｇはタンタルのみを含有する合金
であり、合金Ｃはそれらをともに同濃度だけ含む改良材
である。また合金Ｈは純チタンである０合金Ｉはタンタ
ル量が本発明の範囲を外れるもの、合金Ｊはジルコニウ
ムが本発明の範囲を外れるもの、そして合金にはタンタ
ルおよびジルコニウムの両者が本発明の範囲を外れるも
のである。

これらの実験結果より次のことがわかる。

タンタルとジルコニウムをともに含有する本発明に係る
チタン合金は、すべて、Ｌ方向、Ｔ方向とも曲げ半径２
ｔでさえ割れは発生しなかった。

しかし、従来材である、タンタルのみを含むチタン合金
または、ジルコニウムだけを含むチタン合金、あるいは
純チタンは、すべて曲げ半径２ｔで割れが生じた。また
、比較合金については、タンタルのみが本発明の範囲外
である合金は、曲げ半径２ｔでも割れを発生しなかった
が、ジルコニウムが本発明の範囲を外れるもの、および
タンタル、ジルコニウムとも範囲外のものは、Ｌ方向、
Ｔ方向とも曲げ半径２．５ｔでさえ割れが発生した。

第３表は各供試合金についてその耐食性の試験結果を示
す、試験要領は次の通り。

鉦皇丘区簾 沸騰８Ｎ−硝酸溶液中において４８時間の浸漬を２回繰
り返すことにより、耐食性試験を実施した。

腐食速度は重量変化を測定することにより求めた。

第３表にはこの結果をｓｇｉ／ｙに換算して示した。

（効果） すなわち、以上説明したように、タンタルを０．５から
１０重量％含み、かつジルコニウムを１から７重量％含
有する本発明に係るチタン合金は、タンタルだけ、ある
いは、ジルコニウムだけを含んでいる合金や純チタンよ
りも曲げ性は良好となる。

耐食性もチタン−タンタル合金とほぼ同等の効果が得ら
れた。

第１表 ６Ｄ　　　ＩおよびＫについて慰ｆ七ＨＢ画益変をα℃
℃、最柊暁鈍温度を間℃とした

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンタル０．５〜１０重量％、ジルコニウム１〜７重量
   ％、残部チタンから成る、曲げ性のすぐれた耐食性チタ
   ン合金。