JPS62149836A - 高強度高耐食性チタン基合金 - 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】 （目　的） この発明は、高強度高耐食性を必要とする環境下に適し
たチタン基合金に関するものである。

（従来技術） 純チタンは、その耐食性が優れていることより、従来の
耐食性金属に代って広く工業用材料として使われるよう
になってきた。しかしながら、近年、化学プラント等の
よりきびしい操業に伴い、高温、高圧や腐食性の強い溶
液にさらされることが多く、純チタンより、より強度が
高く、より耐食性が優れた材料が要求されるようになっ
てきた。このような状況下、材料面からチタンの改良が
進められた結果１例えば耐食性を改善した合金としては
、Ｔｉ−Ｐｄ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｍｏ
合金などがある。

Ｔｉ−Ｐｄ合金は、耐食面においては純チタンよりかな
り改善されているが、Ｐｄという高価な金属を添加する
ため、価格的に高いという欠点がある。

Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｍｏ合金は、いずれも純
チタンより耐食性は改善されてはいるが、Ｔ　ｉ　−Ｐ
　ｄ合金はどの耐食性はなく、又、腐食の強い環境下で
は純チタンより耐食性が悪くなるという欠点もある。

一方、高強度の点においては、Ｔ　ｉ　−６Ａ　ｌ　−
４Ｖ、Ｔｉ−１５Ｍｏ等の合金があるが、Ｔ　ｉ　−６
Ａｌ−４Ｖは純チタンより耐食性が良くないという欠点
があり、又、Ｔ　ｉ　−１５Ｍ　ｏは純チタンに比べ製
造が難しく、価格が高いこと等の問題がある。

（発明の構成） 本発明は上記実情に鑑み、チタンの耐食性及び強度面の
両者の向上について鋭意研究を行った結果、本発明を見
い出すに到った。

すなわち本発明は。

ルテニウム　０．００５ｗｔ％〜２．０ｗｔ％。

パラジウム　０．００５　ｗ　ｔ％〜２．０ｗｔ％、の
一種又は二種と ニッケル０．０１ｗｔ％〜２　、　Ｏｗ　ｔ％、タング
ステン　０　、　ＯＯ５ｗ　ｔ％〜０．５ｗｔ％、モリ
ブデン　０．０１　ｗ　ｔ％〜１　、　Ｏｗ　ｔ％の一
種又は二種以上と 酸　　　　素　　０．１４ｗｔ％〜０　、４０　ｗ　ｔ
％と鉄　　　　　　　０．０２ｗｔ％〜０．２０ｗｔ％
とを含有し、残部チタン及び不可避的不純物からなる高
強度高耐食性チタン基合金に関するものである。

（発明の詳細な説明） 本発明においてルテニウム、パラジウムを添加するのは
、これらの添加元素により著しく耐食性を向上させるこ
とができ、添加量を増すことによってその効果はより一
層増す。しかしながら、２．０ｗｔ％を超えると耐食性
の効果はあまり上昇しなくなり、又、ルテニウムとパラ
ジウムは非常に高価な金属であるので過度に添加するこ
とは経済的でない。従って、ルテニウム、パラジウムの
上限を２．０ｗｔ％とした。又、下限を０．０５ｗｔ％
としたのは、これより少ない添加量では耐食性が向上し
ないためである。

ニッケル、タングステン、モリブデンを添加するのはル
テニウム、パラジウムとの相互作用により著しく耐食性
を向上させる効果があるためである。これらの元素を添
加することにより高価なルテニウムとパラジウムの使用
斌を減らすことが−で′き、しかも耐食性を向上させる
ことができる。

ニッケルの上限を２．０ｗｔ％としたのは、これより多
い添加量では製造が著しく困難となるためであり、下限
をＯ，０１ｗｔ％としたのは、これより少ない添加量で
は耐食性の向上が望めないためである。

タングステンの上限を０．５ｗｔ％としたのは、これよ
り多い添加量では製造が著しく困難となるためであり、
下限を０．００５ｗｔ％としたのは、これより少ない添
加量では耐食性が向上しないためである。

モリブデンの上限を１．０ｗｔ％としたのは、これより
多い添加量では製造が著しく困難となるためであり、下
限をＯ，０１ｗｔ％としたのは、これより少ない添加量
では耐食性が向上しないためである。

更に酸素、鉄を添加するのは、これらの元素により強度
を著しく向上させることができるためであり、又、これ
らの元素を添加しても耐食性は低下しない。

酸素の下限を０．１４ｗｔ％としたのは、これより少な
い添加量では強度の上昇が少ないためであり、上限を０
．４０ｗｔ％としたのは、これより多く添加してもあま
り強度は上昇せず、逆に伸びが著しく低下し、製造が困
難となるためである。

鉄の下限を０．０２ｗｔ％としたのは、これより少ない
添加量では強度の上昇が少ないためであり、上限を０．
２０ｗｔ％としたのは、これより多く添加すると耐食性
が低下し始めるためである。

次に、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。

（実施例） 第１表に１％Ｈ２ＳＯい沸とうで２４時間腐食試験した
結果を示す。

Ｎα１〜Ｎα４に純チタン、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎ
　ｉ　−Ｍ　ｏ合金、Ｔｉ−Ｐｄ合金を比較材として示
す。本発明の合金例であるＮα５〜Ｎα１０は。

ルテニウム又はパラジウムとニッケル、タングステン又
はモリブデンとをチタンに添加した場合の結果が示され
ている（０、Ｆｅの含有量は一定）。

いずれの合金も比較例材と比べ腐食速度が小さく耐食性
にすぐれていることがわかる。

本発明合金例であるＮα１１〜Ｎα１８は、酸素の添加
量を変化させた場合の腐食速度の違いを見たものである
が、いずれの合金とも大きな腐食速度の違いは見うけら
れず、酸素の添加量を増しても耐食性に悪い影響を与え
ないことがわかる。

本発明合金例であるＮα１９〜Ｎα２６は、鉄の添加量
を変化させた場合の腐食速度の違いを見たものであるが
、Ｎα２２、Ｎα２６のように鉄の添加量が０．３ｗｔ
％の場合、腐食速度が大きくなるのがわかる。これより
、鉄の濃度の上限は０．２ｗｔ％とした。

次に、酸素及び鉄の含有量を変化させた場合の強度の変
化について第１図、第２図に示す。

第１図は、Ｔｉ−０，０５Ｒｕ−０，５Ｎｉ−０，０３
Ｆｅ中の酸素の含有量を変化させた場合の引張強さの変
化を示したものである。この図かられかるように、酸素
濃度をわずか０．２ｗｔ％程度増加させるだけで、１０
　ｋｇ　／　ｍｍ”の引張り強さの上昇があることがわ
かり、酸素を添加することがいかに有効であるかがわか
る。ただし、酸素濃度を０．４ｗｔ％より多くても強度
はあまり上昇せず、伸びの著しい低下をまねき製造が困
難となるため上限を０．４ｗｔ％とした。又、下限を０
．１４ｗｔ％としたのは、それより下の濃度では強度の
上昇が少ないためである。

第２図は、Ｔｉ−０，０５Ｒｕ−０，５Ｎｉ−０，２０
中の鉄の含有量を変化させた場合の引張り強さの変化を
示したものである。この図よりわかるように、鉄の含有
量を増すことにより引張り強さも増すことがわかる。た
だし、前記の耐食性の試験結果より鉄の含有量の上限は
０．２ｗｔ％とした。下限を０．０２ｗｔ％としたのは
、これより低い鉄含有量では強度の上昇が少ないためで
ある。

以上、本発明合金は、耐食性に優れていると同時に高強
度をも有しており、これより本発明合金は、既存のチタ
ン基合金にない特徴をもったまったく新しいチタン基合
金であることがわかる。

第１表　腐食試験結果 １％１１□Ｓ０４、沸とう２４時間テスト

【図面の簡単な説明】

第１図は、酸素の含有量を変化させた場合の引張強さの
変化を示し、第２図は鉄の含有量を変化させたは場合の
引張強さの変化を示したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ルテニウム　０．００５ｗｔ％〜２．０ｗｔ％、パラジ
   ウム　０．００５ｗｔ％〜２．０ｗｔ％、の一種又は二
   種と ニッケル　０．０１ｗｔ％〜２．０ｗｔ％、タングステ
   ン　０．００５ｗｔ％〜０．５ｗｔ％、モリブデン　０
   ．０１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％の一種又は二種以上と 酸素　０．１４ｗｔ％〜０．４０ｗｔ％と 鉄　０．０２ｗｔ％〜０．２０ｗｔ％と を含有し、残部チタン及び不可避的不純物からなる高強
   度高耐食性チタン基合金。