JPS61213361A - 金属間化合物ＴｉＡｌ基合金の成型法 - 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 本発明は金属間化合物ＴｉＡｌ基合金の成型材を熱間加
工機でシース加工法によって成型する方法に関する。

従来技術 チタンとアルミニウム２元系合金において、チタンが７
４〜６５重量％、アルミニウムが２６〜３５！量チでは
Ｔｉ５Ａ１とＴｉＡｌの２相からなる金属間化合物を、
チタンが６５〜５６重量％、アルミニウムが３５〜３７
重量％ではＴｉＡｌの単相からなる金属間化合物を作る
。これら及びとれらに第３、第４元素等を添加した多元
系Ｔｉ　Ａｌ基合金は、軽量、耐酸化性、高温比強度、
高温クリープが要求される軽量耐熱構造用材料として注
目されている。しかし、これらの合金は常温延性に乏し
く高温変形能が小さいため、その成型加工は極めて困難
であり、現在実用化されていない。

従来、ＴｉＡｌ基合金の成型加工法としては、特殊な恒
温鍛造法を利用して成型加工する方法のみが知られてい
る。

この方法は恒温鍛造法を利用するため、（１）、−この
合金を１１００℃の高温に保持すること、（２）、酸化
防止、（３）、加工用ダイスの高温強度の保持、（４）
、この合金と加工用ダイスとの化学反応防止等を必要と
し、そのため装置は大型化となると共に高価となる等の
問題点があった。

発明の目的 本発明は前記問題点を解消しようとするものであシ、そ
の目的は、難加工性材料である金属間化合物Ｔｉ　Ａｌ
基合金を熱間加工機でシース加工法によって容易に成型
加工する方法を提供するにある。

発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、特
定のシース材を使用し、このシース材でＴｉＡｌ基合金
を封入した後、熱間加工機で熱間加工すると容易に成型
することができることを究明した。この知見に基いて本
発明を完成した。

本発明の要旨は、主成分であるチタンとアルミニウムの
重量比が７４〜５６　：　２６〜４４である金属間化合
物Ｔｉ　Ａｌ基合金を成型する方法において、シース材
として前記ＴｉＡｌ基合金の１０００℃以上における高
温変形抵抗に近い高温変形抵抗を持つＮｉ系、Ｃｏ系ま
たはＦｅ−Ｎｉ系の耐熱合金を用い、該シース材で前記
ＴｉＡｌ基合金を封入した後、１０００℃以上で熱間加
工機でシース加工することを特徴とする金属間化合物Ｔ
ｉＡｌ基合金の成型法にある。

金属間化合物ＴｉＡｌ基合金は前記したように、主成分
であるチタンとアルミニウムの重量比が７４〜５６：　
２６〜４４である合金組成に第３、第４元素等を添加し
たものである。このＴｉＡｌ基合金は常温延性に乏しい
が、１０００℃以上では強度の低下と延性の著しい増加
を示す。しかしながら、ＴｉＡｌ基合金の高温強度は、
なお太き（１０００℃で２５０ＭＰａの耐力をもつ。従
って、シース材としてはｓ　１ｏｏｏ℃以上における高
温変形抵抗が金属間化合物ＴｉＡｌ基合金に近い高強度
材料であることが必要である。またこれと同時にシース
材がＴｉ　Ａｌ基合金と化学反応を起さず、可塑加工、
切削加工及び溶接が可能であることが必要であるため、
Ｎｌ系、Ｃｏ系またはＦｅ−Ｎｉ系の耐熱合金がよいこ
とが分った。

びＰＫ３３．　Ｒｅｎｅ４１．　ＴＤＮｉｃｋｅｌ、　
ＴＤＮｉｃｒ。

Ｕｄｉｍｅｔ　５００　、　５２０　、　７００及び７
１０．　ＵｄｉｍｅｔＡＦ　２−１　ＯＡ、　　Ｗａｓ
Ｐａｌｏ７等が挙げられる。

Ｃｏ系合金としては、ＣＭ　−７、Ｈａ３’ｎｅｓｓａ
ｌｌｏＹ　Ｎ１１８８．　Ｌ−＝６０５　、　ＭＡＲ−
Ｎ９１８　、及び５８１６等が挙げられる。

Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、Ｉｎｃｏｌｏｙ　ａｌｌｏ
ｙ８０２及び８０７等が挙げられる。

金属間化合物ＴｉＡｌ基合金をシース材に封入するに際
しては、該合金は１０００℃以上では著しく酸化される
ので、真空中あるいはアルゴンガス雰囲気下で溶接によ
り密封するのがよい。

熱間加工機でシース加工するには、加工温度は１１００
℃以上で、１回の加工量を７．５％、加工速度は１．５
ｍ／ｍｉｎ程度であることがよい。

実施例 Ｔｉ６６重１％、Ａ１３４重量％からなる金属間化合物
合金を使用し、長さ２０　ｒｒａ　、巾１０ｆｉ、厚さ
１０ｍの形状のものを作った。シース材としてＣｏ系合
金の８８１６　（１ｏｏｏ℃における耐力８０ＭＰａ）
を使用し、長さ４０ｍ、巾３０圏、厚さ１３ｍ＋の形状
のものとし、その中心部に長さ２０醪、巾１０ｆｉ、深
さ５＋ｏ＋のくぼみを形成したものを作った。この２個
のシース材を上下に合せ、その中央部に前記ＴｉＡｌ基
合金成形物を挿入し、真空中で上下のシース材の継ぎ目
を溶接し密封した。

これを１１００℃及び１２００℃で１時間加熱保持した
後、熱間加工機を用い１．５　ｍ／ｍ　ｉｎの圧延速度
で圧下率７．５％の圧延加工を施した。次いで上記温度
で１０分間加熱保持した後、同一条件で圧延を行った。

この工程を繰返し行い、最大圧下率６０チまで行った。

この時のＴｉ　Ａｔ基合金の最大加工率は５５％となり
、シース材との化学反応もなく、酸化もみられず、かつ
凹凸のない平滑な成型材が得られた。

なお、比較の九め、シース材として、金属間化合物Ｔｉ
　Ａｌ基合金よりも高温変形抵抗が著しく低いＩｎｃｏ
ｎｅｌ　ａｌｌｏｙ６００　１０００℃における耐力２
０ＭＰａ及びＮｉｍｏｎｉｃ　　ａｌｌｏｙ　　９０１
０００℃における耐力４０ＭＰａを使用し、前記の方法
と同じ方法でＴｉＡｌ基合金の成型材を作った０ それらの１２００℃で熱間圧延を行った結果を示すと次
の表１の通シであっ九。

表１ 上記圧下率はＴｉＡｌ基合金を封入したシース材が圧延
された時のシース材の変形を含む全加工率（イ）を示し
、加工率は前記の圧下率を与えた時のＴｉＡｌ基合金の
加工率優）を示す。

表１の結果が示すように、１０００℃以上でのシース材
の高温変形抵抗がＴｉＡｌ基合金よりも低くなる程加工
率が著しく低下することがわかる。

次にＴｉ　Ａｌ基合金の組成を変え、シース材として５
８１６を用い、圧延温度を１１００℃で行った時の結果
を示すと次の表２の通シであった。

圧下率及び加圧率は表１に示した同じものを示す。

表２の結果が示すように、ＴｉＡｌ単相（Ｔｉ　−ａ７
ｔｔ％Ａｘ）あるいはＴｉ５Ａ１とＴｉＡｌの２相（Ｔ
ｉ−３４重量％　Ａｌ　）からなる金属間化合物ＴｉＡ
ｌ基合金においては、いずれもほぼ等しい加工率で加工
し得られる。

発明の効果 本発明の方法によると、成型加工が困難である金属間化
合物ＴｉＡｌ基合金を従来法における大型で高価な恒温
鍛造機を必要とせず、該合金をシース材で密封する工程
の追加だけで、通常の加熱加工機を用いて通常の加工工
程を施すこと知より容易に加工し得られる。また、シー
ス材を特定することにより、加工率も高く品質が優れ、
且つ凹凸のない成型材が得られる優れた効果を有する。

しかも、シース材は再生使用することができ。

かつ、装置も特別なものを必要としないことにより、経
済的に有利に製造し得られるので、軽量耐熱構造用材料
としての実用化が促進されるものと考えられる。

手続補正書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主成分であるチタンとアルミニウムの重量比が、７４〜
   ５６：２６〜４４である金属間化合物ＴｉＡｌ基合金を
   成型する方法において、シース材として前記ＴｉＡｌ基
   合金の１０００℃以上における高温変形抵抗に近い高温
   変形抵抗を持つＮｉ系、Ｃｏ系またはＦｅ−Ｎｉ系の耐
   熱合金を用い、該シース材で前記ＴｉＡｌ基合金を封入
   した後、１０００℃以上で熱間加工機でシース加工する
   ことを特徴とする金属間化合物ＴｉＡｌ基合金の成型法
   。