JPS63114930A - Ｔｉ−Ａｌ系粉末冶金用合金 - Google Patents
Ｔｉ−Ａｌ系粉末冶金用合金Info
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- JPS63114930A JPS63114930A JP26012486A JP26012486A JPS63114930A JP S63114930 A JPS63114930 A JP S63114930A JP 26012486 A JP26012486 A JP 26012486A JP 26012486 A JP26012486 A JP 26012486A JP S63114930 A JPS63114930 A JP S63114930A
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- Powder Metallurgy (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
発明の目的
本発明は、金属間化合物ＴｉＡ、ｆｌを主成分する７−
ｉ−Ａ、Ｉｌ系合金を、粉末冶金法で製品をつくるのに
適するよう改良した合金に関する。 ［従来の技術］ Ｔｉ−ＡＮ系の合金のうち、等原子比の金属間化合物Ｔ
ｉ Ａｆｌは、比重が小さく強度や耐食性にすぐれてい
るため、その特性を生かした用途たとえば航空機や自動
車のエンジン周辺の月利としての利用が試みられている
。 Ｔｉ−Ａｆ）の系は、化学帛論粗成がＴｉ−３６％Ａｐ
であって、これよりＡ、Ｉ）リッチ側に広い固溶範囲を
もっているが、そうした合金のうち常温で多少とも塑性
加工ができるのは△９：３６％の近傍の組成をもつもの
に限られ、Ａ、Ｑが４０％を超えると塑性加工が回動に
なる。 従って、通常の鋳造−加工により製品をつくる
ことができず、精密鋳造や粉末冶金による成形（！−採
用しな（プればならない。 この中では、後者の方が組
織の微細化がしやすく、強度を要求される部品の製造に
適している。 このＴｉ−Ａρ系の焼結合金は、通常は溶湯噴霧法によ
って得た合金粉末を原料とし、冷間で成形して焼結する
か、またはＨＩＰ（熱間静水圧プレス〉や熱間押出しな
どの熱間成形法により成形する。 焼結体の組織はサイ
ズが数１０μのオーダーの微細なものでおるから、強度
は高い。 しかし、既存の耐熱合金と比較すると、焼結体の靭延性
が低く、また高温での耐酸化性が不十分でおるから実用
可能な場合が少なく、軽量という利点を生かすに至って
いない。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、Ｔｉ −ＡＮ系焼結合金の弱点を改良
して靭延性を増すとともに、焼結体の強度をいっそう高
め、必要により高温耐酸化性も向上させた、実用性の高
い粉末冶金用合金を提供することにある。 発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達する本発明のｌｉ −ＡＭ系扮末冶金用
合金は、基本的な組成として、Ａ、ｆ）：３０〜４５％
に加えてＳｉ：０．２〜５．０％および（または）Ｂ：
０．０２〜０．３％を含有し、残部が実質的にＴｉから
なる。 とくに高温における耐酸化性を高めたい場合には、上記
の基本組成に対して、ざらにＲＥＭ： ０゜２〜３％を
追加した組成のＴｉ −Ａ、ｌｌ系粉末冶金用合金を使
用する。 ここで、ｒＲＥＭＪはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ。 ３ｍ・・・などのランタニド系稀土類元素を意味する。 上記の組成をもつｌｉ −ＡＪｌ系粉末冶金用合金から
各種の部品を製造するには、ＨＩＰや熱間押出しなどの
熱間加工法を採用し、気孔率が５％以下になるよう緻密
化することが好ましい。
ｉ−Ａ、Ｉｌ系合金を、粉末冶金法で製品をつくるのに
適するよう改良した合金に関する。 ［従来の技術］ Ｔｉ−ＡＮ系の合金のうち、等原子比の金属間化合物Ｔ
ｉ Ａｆｌは、比重が小さく強度や耐食性にすぐれてい
るため、その特性を生かした用途たとえば航空機や自動
車のエンジン周辺の月利としての利用が試みられている
。 Ｔｉ−Ａｆ）の系は、化学帛論粗成がＴｉ−３６％Ａｐ
であって、これよりＡ、Ｉ）リッチ側に広い固溶範囲を
もっているが、そうした合金のうち常温で多少とも塑性
加工ができるのは△９：３６％の近傍の組成をもつもの
に限られ、Ａ、Ｑが４０％を超えると塑性加工が回動に
なる。 従って、通常の鋳造−加工により製品をつくる
ことができず、精密鋳造や粉末冶金による成形（！−採
用しな（プればならない。 この中では、後者の方が組
織の微細化がしやすく、強度を要求される部品の製造に
適している。 このＴｉ−Ａρ系の焼結合金は、通常は溶湯噴霧法によ
って得た合金粉末を原料とし、冷間で成形して焼結する
か、またはＨＩＰ（熱間静水圧プレス〉や熱間押出しな
どの熱間成形法により成形する。 焼結体の組織はサイ
ズが数１０μのオーダーの微細なものでおるから、強度
は高い。 しかし、既存の耐熱合金と比較すると、焼結体の靭延性
が低く、また高温での耐酸化性が不十分でおるから実用
可能な場合が少なく、軽量という利点を生かすに至って
いない。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、Ｔｉ −ＡＮ系焼結合金の弱点を改良
して靭延性を増すとともに、焼結体の強度をいっそう高
め、必要により高温耐酸化性も向上させた、実用性の高
い粉末冶金用合金を提供することにある。 発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達する本発明のｌｉ −ＡＭ系扮末冶金用
合金は、基本的な組成として、Ａ、ｆ）：３０〜４５％
に加えてＳｉ：０．２〜５．０％および（または）Ｂ：
０．０２〜０．３％を含有し、残部が実質的にＴｉから
なる。 とくに高温における耐酸化性を高めたい場合には、上記
の基本組成に対して、ざらにＲＥＭ： ０゜２〜３％を
追加した組成のＴｉ −Ａ、ｌｌ系粉末冶金用合金を使
用する。 ここで、ｒＲＥＭＪはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ。 ３ｍ・・・などのランタニド系稀土類元素を意味する。 上記の組成をもつｌｉ −ＡＪｌ系粉末冶金用合金から
各種の部品を製造するには、ＨＩＰや熱間押出しなどの
熱間加工法を採用し、気孔率が５％以下になるよう緻密
化することが好ましい。
本発明のＴｉ −Ａρ元系粉末冶金合金にｉＪ３いて前
記した組成を選択した理由は、つぎのとおりである。 ＡＪ：３０〜４５％ 金属間化合物ＴｉＡ后の化学量論組成すなわちＴｉ
：Ａ、Ｑ＝６４：３６（重量比）よりＡ、Ｉｌが少い領
域では、異種の金属間化合物Ｔｉ３Ａρが生成して好ま
しくない。 他の元素が最大５％強添加されるので、八
９の最少量は３０％程度になることがあるが、上記のＴ
ｉ：Ａρ比をＴｉ リッチ側にあまり逸脱すべきでない
。 一方、へ９リッチ側の固溶限は１３００℃で６０％
近くまであるが、実際は別の金属間化合物ＴｉＡ９３が
析出して脆くなるので、Ａ、ｌｌ：４５％を上限とした
。 Ｓｉ：０．２〜５．０％ Ｂ：０．０２〜０．３％ これらは適量を添加するとＴｉ Ａ、Ｑ粒の表面を情理
にし、かつ共有結合性の減少により焼結反応を増進させ
る結果、焼結体の強度が高まり、靭延性が増す。 この
効果は、それぞれ上記した下限以上の添加で明確となる
。 ３ｉを５．０％を超えて加えると、Ｔｉ −Ａ、Ｑ系合
金本来の強度特性が失なわれる。 Ｂも同様に、０．３％を超えると強度を低下させるほか
、粒界に析出して脆化を招く。 ＲＥＭ：０．２〜３％ 下限値以上に添加すれば、高温での耐酸化性が高まる。 一般にこうした効果は溶製材では少量で発揮されるが
、焼結材は多孔質で比表面積が大きいから、十分な耐酸
化性を得るためには比較的多量に添加する必要がある。 しかし、過大になると焼結体の延性をＪｆｉなう。 ［実施例１］ ｎ−３６％１合金に、３ｉ：Ｑ〜５％、Ｂ：０−０．４
％の範囲で種々の量の３ｉまたはＢを添加した溶湯を用
意し、急冷噴霧法により粉末化して−５Ｑ ｍｅｓｈの
粉末を得た。 この粉末を軟鋼製の缶に封入し、１１００’ＣでＨＩ
Ｐを行ない、缶をとり除いて再度１３００°ＣでＨＩＰ
を行なう二段の処理をして、焼結固化した。 焼結体から、直径５＃、標点間距離２０ｍｍの引張り試
験片を採取し、首吊り方式により、９００°Ｃにおいて
引張試験をした。 引張強度および伸びの、５ｉｆｆｉによる変化を第１図
に、Ｂ ｆｆｌによる変化を第２図に、それぞれ示す。 第１図および第２図のグラフから、ＳｉまたはＢの添
加により引張強度はさして変らないが、伸びは増大する
こと、また１０％以上の伸びを確保するには、本発明で
選択したＳｉ ：０．２〜５％、Ｂ：０．０２〜０．
３％の範囲の添加量をえらぶべきことがわかる。 【実施例２１ 表のＮＱ１〜１４に示す組成のＴｉ −Ａ、ｌｌ系合金
の粉末（−６０ｍｅｓｈ）を用意した。 一部はＲ［Ｍ
を添加したものであり、また一部は比較のため本発明の
範囲外の合金組成とした。（Ｎαに＊印を付したものが
比較例である。） 実施例１と同様にＨＩＰ５１！！理をし、得られた焼結
体から引張り試験片および耐酸化性試験片を採取した。 引張り試験は前記したところと同じであり、耐酸化性
試験片は直径１１ｍＸ長さ５０＃の棒であって、これを
９００℃Ｘ２０時間、大気中で加熱して、その前後にお
Ｃプる単位表面積めたりの酸化増量をしらべた。 結果を、表に（Ｊｆ記する。 表のデータから、本発明
の合金組成を採択した意義とともに、ＲＥ Ｖの添加に
より酸化増量が抑制される効果がよみとれる。 【実施例３］ 表のＮα１５の組成の粉末から実施例１と同様にＨＩＰ
処理を行なって１ｑだ焼結体を、さらに１３５０℃にお
いて熱間押出しく押出比５．２）により加工してから試
験した。 結果は表のＮα１５の欄に記したとおりで、
熱間押出しにより材料の延性がいっそう高められたこと
がわかる。 発明の効果 本発明のＴｉ−Ａ、Ｑ系粉末冶金用合金は、適量の８１
および（または）Ｂの添加により焼結体の靭延性が改善
されている。 ざらにＲＥＭを添加した合金は、高温に
あける耐酸化性が向上している。 従って本発明の合金の焼結体は塑性加工が容易であって
、これから所望の形状の部品をつくることができる。 このようにして、低比手というＴｉ −ＡＮ系合金の本
来もつ利点が生かされ、エンジン部品そのほか多くの用
途に向けることができる。
記した組成を選択した理由は、つぎのとおりである。 ＡＪ：３０〜４５％ 金属間化合物ＴｉＡ后の化学量論組成すなわちＴｉ
：Ａ、Ｑ＝６４：３６（重量比）よりＡ、Ｉｌが少い領
域では、異種の金属間化合物Ｔｉ３Ａρが生成して好ま
しくない。 他の元素が最大５％強添加されるので、八
９の最少量は３０％程度になることがあるが、上記のＴ
ｉ：Ａρ比をＴｉ リッチ側にあまり逸脱すべきでない
。 一方、へ９リッチ側の固溶限は１３００℃で６０％
近くまであるが、実際は別の金属間化合物ＴｉＡ９３が
析出して脆くなるので、Ａ、ｌｌ：４５％を上限とした
。 Ｓｉ：０．２〜５．０％ Ｂ：０．０２〜０．３％ これらは適量を添加するとＴｉ Ａ、Ｑ粒の表面を情理
にし、かつ共有結合性の減少により焼結反応を増進させ
る結果、焼結体の強度が高まり、靭延性が増す。 この
効果は、それぞれ上記した下限以上の添加で明確となる
。 ３ｉを５．０％を超えて加えると、Ｔｉ −Ａ、Ｑ系合
金本来の強度特性が失なわれる。 Ｂも同様に、０．３％を超えると強度を低下させるほか
、粒界に析出して脆化を招く。 ＲＥＭ：０．２〜３％ 下限値以上に添加すれば、高温での耐酸化性が高まる。 一般にこうした効果は溶製材では少量で発揮されるが
、焼結材は多孔質で比表面積が大きいから、十分な耐酸
化性を得るためには比較的多量に添加する必要がある。 しかし、過大になると焼結体の延性をＪｆｉなう。 ［実施例１］ ｎ−３６％１合金に、３ｉ：Ｑ〜５％、Ｂ：０−０．４
％の範囲で種々の量の３ｉまたはＢを添加した溶湯を用
意し、急冷噴霧法により粉末化して−５Ｑ ｍｅｓｈの
粉末を得た。 この粉末を軟鋼製の缶に封入し、１１００’ＣでＨＩ
Ｐを行ない、缶をとり除いて再度１３００°ＣでＨＩＰ
を行なう二段の処理をして、焼結固化した。 焼結体から、直径５＃、標点間距離２０ｍｍの引張り試
験片を採取し、首吊り方式により、９００°Ｃにおいて
引張試験をした。 引張強度および伸びの、５ｉｆｆｉによる変化を第１図
に、Ｂ ｆｆｌによる変化を第２図に、それぞれ示す。 第１図および第２図のグラフから、ＳｉまたはＢの添
加により引張強度はさして変らないが、伸びは増大する
こと、また１０％以上の伸びを確保するには、本発明で
選択したＳｉ ：０．２〜５％、Ｂ：０．０２〜０．
３％の範囲の添加量をえらぶべきことがわかる。 【実施例２１ 表のＮＱ１〜１４に示す組成のＴｉ −Ａ、ｌｌ系合金
の粉末（−６０ｍｅｓｈ）を用意した。 一部はＲ［Ｍ
を添加したものであり、また一部は比較のため本発明の
範囲外の合金組成とした。（Ｎαに＊印を付したものが
比較例である。） 実施例１と同様にＨＩＰ５１！！理をし、得られた焼結
体から引張り試験片および耐酸化性試験片を採取した。 引張り試験は前記したところと同じであり、耐酸化性
試験片は直径１１ｍＸ長さ５０＃の棒であって、これを
９００℃Ｘ２０時間、大気中で加熱して、その前後にお
Ｃプる単位表面積めたりの酸化増量をしらべた。 結果を、表に（Ｊｆ記する。 表のデータから、本発明
の合金組成を採択した意義とともに、ＲＥ Ｖの添加に
より酸化増量が抑制される効果がよみとれる。 【実施例３］ 表のＮα１５の組成の粉末から実施例１と同様にＨＩＰ
処理を行なって１ｑだ焼結体を、さらに１３５０℃にお
いて熱間押出しく押出比５．２）により加工してから試
験した。 結果は表のＮα１５の欄に記したとおりで、
熱間押出しにより材料の延性がいっそう高められたこと
がわかる。 発明の効果 本発明のＴｉ−Ａ、Ｑ系粉末冶金用合金は、適量の８１
および（または）Ｂの添加により焼結体の靭延性が改善
されている。 ざらにＲＥＭを添加した合金は、高温に
あける耐酸化性が向上している。 従って本発明の合金の焼結体は塑性加工が容易であって
、これから所望の形状の部品をつくることができる。 このようにして、低比手というＴｉ −ＡＮ系合金の本
来もつ利点が生かされ、エンジン部品そのほか多くの用
途に向けることができる。
図面はいずれも本発明の実施例のデータを］８げたグラ
フで必って、第１図は、Ｔｉ −３６％Δｇ合金の引張
強度および伸びに対するＳｉ量の影響を、また第２図は
、同じ＜Ｂｍの影響を、それぞれ示す。 第１ｒＭ 第２図
フで必って、第１図は、Ｔｉ −３６％Δｇ合金の引張
強度および伸びに対するＳｉ量の影響を、また第２図は
、同じ＜Ｂｍの影響を、それぞれ示す。 第１ｒＭ 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）Ａｌ：３０〜４５％に加えてＳｉ： ０．２〜５．０％および（または）Ｂ：０．０２〜０．
３％を含有し、残部が実質的にＴｉからなるＴｉ−Ａｌ
系粉末冶金用合金。 （２）Ａｌ：３０〜４５％に加えてＳｉ： ０．２〜５．０％および（または）Ｂ：０．０２〜０．
３％、ならびにＲＥＭ：０．２〜３％を含有し、残部が
実質的にＴｉからなるＴｉ−Ａｌ系粉末冶金用合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26012486A JPH0735554B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Ｔｉ−Ａｌ系粉末冶金用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26012486A JPH0735554B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Ｔｉ−Ａｌ系粉末冶金用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63114930A true JPS63114930A (ja) | 1988-05-19 |
| JPH0735554B2 JPH0735554B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=17343622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26012486A Expired - Lifetime JPH0735554B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Ｔｉ−Ａｌ系粉末冶金用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735554B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125634A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 溶製材用Ｔｉ―Ａｌ系耐熱合金 |
| JPH01255632A (ja) * | 1988-04-04 | 1989-10-12 | Mitsubishi Metal Corp | 常温靭性を有するＴｉ―Ａｌ系金属間化合物型鋳造合金 |
| JPH0261017A (ja) * | 1988-08-27 | 1990-03-01 | Yakichirou Shiozaki | チタン・アルミニウツ合金 |
| JPH02101134A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-12 | Daido Steel Co Ltd | 耐熱複合材料 |
| JP2001123233A (ja) * | 1999-10-21 | 2001-05-08 | Tohoku Tokushuko Kk | ＴｉＡｌ基合金自動車用エンジンバルブの製造方法 |
| GB2517653A (en) * | 1989-01-03 | 2015-03-04 | United Technologies Corp | Fabrication of gamma titanuim (TiAl) alloy articles by powder metallurgy |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP26012486A patent/JPH0735554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125634A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 溶製材用Ｔｉ―Ａｌ系耐熱合金 |
| JPH0361743B2 (ja) * | 1986-11-12 | 1991-09-20 | Kawasaki Jukogyo Kk | |
| JPH01255632A (ja) * | 1988-04-04 | 1989-10-12 | Mitsubishi Metal Corp | 常温靭性を有するＴｉ―Ａｌ系金属間化合物型鋳造合金 |
| JPH0261017A (ja) * | 1988-08-27 | 1990-03-01 | Yakichirou Shiozaki | チタン・アルミニウツ合金 |
| JPH02101134A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-12 | Daido Steel Co Ltd | 耐熱複合材料 |
| GB2517653A (en) * | 1989-01-03 | 2015-03-04 | United Technologies Corp | Fabrication of gamma titanuim (TiAl) alloy articles by powder metallurgy |
| GB2517653B (en) * | 1989-01-03 | 2017-08-30 | United Technologies Corp | Fabrication of gamma titanuim (TiAl) alloy articles by powder metallurgy |
| JP2001123233A (ja) * | 1999-10-21 | 2001-05-08 | Tohoku Tokushuko Kk | ＴｉＡｌ基合金自動車用エンジンバルブの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735554B2 (ja) | 1995-04-19 |
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