JPS63186859A - （α＋β）−チタン合金の動力学的且つ静力学的な機械的性質を改良する方法 - Google Patents
（α＋β）−チタン合金の動力学的且つ静力学的な機械的性質を改良する方法Info
- Publication number
- JPS63186859A JPS63186859A JP62163842A JP16384287A JPS63186859A JP S63186859 A JPS63186859 A JP S63186859A JP 62163842 A JP62163842 A JP 62163842A JP 16384287 A JP16384287 A JP 16384287A JP S63186859 A JPS63186859 A JP S63186859A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- tempered
- molded part
- minutes
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 34
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 4
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910001040 Beta-titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000220450 Cajanus cajan Species 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
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
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱機械的処理により（α＋β）−チタン合金
の動力学的且つ静力学的な機械的性質を改良する方法に
関する。
の動力学的且つ静力学的な機械的性質を改良する方法に
関する。
公知の様に、チタンの機械的性質は、既に、合金添加物
により改善でき、その際、特定の合金要素を添加するこ
とによって、チタンのα−相からβ−相への転換温度を
高べしたり低くしたり出来る。即ち、α−相かβ−相の
何れかを安定化する合金添加剤の間には相違が存在して
いる。アルミニウムは、例えば、α−安定化合金要素に
属し、代替混合結晶として溶かされている。一方、β−
安定化合金要素の例としては、殊に、まず第一に、バナ
ジウム及びモリブデンを挙げることが出来る。デルコニ
ウムと亜鉛とは、両相によく溶ける。
により改善でき、その際、特定の合金要素を添加するこ
とによって、チタンのα−相からβ−相への転換温度を
高べしたり低くしたり出来る。即ち、α−相かβ−相の
何れかを安定化する合金添加剤の間には相違が存在して
いる。アルミニウムは、例えば、α−安定化合金要素に
属し、代替混合結晶として溶かされている。一方、β−
安定化合金要素の例としては、殊に、まず第一に、バナ
ジウム及びモリブデンを挙げることが出来る。デルコニ
ウムと亜鉛とは、両相によく溶ける。
アニール後に室温で存在している各種の相は、α−チタ
ン合金、β−チタン合金及び（α＋β）チタン合金に分
類される。これら合金は、例えば、Ａ、 Ｄ、マツクキ
ラン及びＭ、に、マツクキランの「チタニウム」ロンド
ンブラタ−ワース サイエンデフイック出版、１９５８
に説明されている。
ン合金、β−チタン合金及び（α＋β）チタン合金に分
類される。これら合金は、例えば、Ａ、 Ｄ、マツクキ
ラン及びＭ、に、マツクキランの「チタニウム」ロンド
ンブラタ−ワース サイエンデフイック出版、１９５８
に説明されている。
本発明は、原則的に（α＋β）チタン合金に関する。こ
れら合金の典型的な例は、次記表Ｉに説明された合金で
あり、その合金に就いて、室温での強度のデータも記載
されている。
れら合金の典型的な例は、次記表Ｉに説明された合金で
あり、その合金に就いて、室温での強度のデータも記載
されている。
近年、（α＋β）チタン合金を特別処理に付すること、
即ち、それら合金を熱機械的処理（ｔｈｅｒｍｏｍｅｃ
ｈａｎｌｓｈｅＢｅｈａｎｄｌｕｎｇ）に付することに
より、その静力学的及び動力学的な機械的性質を改善し
ようとする試みは数が多い。
即ち、それら合金を熱機械的処理（ｔｈｅｒｍｏｍｅｃ
ｈａｎｌｓｈｅＢｅｈａｎｄｌｕｎｇ）に付することに
より、その静力学的及び動力学的な機械的性質を改善し
ようとする試みは数が多い。
その際、材料をまず、多くの場合、加熱処理している。
何故ならば、面積減少に先立つその均整伸展（Ｇｌｅｌ
ｃｈｍａβａｅｈｎｕｎｇ）が僅だからである。溶解ア
ニール及び安定化により、次いで、材料の改善された性
質、例えば、高められた熱安定性や改善された表面性質
が達成できる。
ｃｈｍａβａｅｈｎｕｎｇ）が僅だからである。溶解ア
ニール及び安定化により、次いで、材料の改善された性
質、例えば、高められた熱安定性や改善された表面性質
が達成できる。
チタン合金の機械的性質の改善に関する多数の発表は、
なお、１９８４年９月１０日−１４日の間のミュンヘン
に於けるチタニウム国際会議の枠内での関連進歩の第１
巻に現れている。例えば、ここに、この第１巻の第１７
９頁以下、２６７頁以下、３２７頁以下及び３３９頁以
下の論文を引用する。良く開発されたＰＭ−チタン−成
形部品の機械的性質に就いては、Ｊ、Ｐ、ヘルテマン他
も、「国際粉末冶金」の第１７巻、第３号、１９８５年
、１１６ｔ−１１８頁に報告しているが、この著者は、
熱イソスタチックプレスにより加工された材料の機械的
性質が、純粋の酸化物を含有しない粉末の使用により、
また、適当な構造の調整により、改善でき、このいわゆ
るＨＩＰ−材料が、その強度値や損傷発生率（Ｓｃｈａ
ｄｅｎａｎ−ｆａｅｌ＋＋ｇｋｅｉｔ）に於いて、その
可鍛物と比肩されうるものでおるかもくは、このものよ
りも卓越しているといつとを確認した。しカルながら、
同様にして、この研究によると、最大引っ張り強度（引
っ張り強度ＲＭ）値とイールド強度（ｙｉｅｌｄ ｓｔ
ｒｅｎｇｔｈ） （０，２％伸展限界ＲＰｏ、２％）は
、依然として１１００ＭＰＡ以上には上昇させることが
出来ず、一方、伸長率（破壊伸長率ＥＬ）は１７％を越
えて上昇せず破壊面積減少（Ｂｒｕｃｈｅｌｎｓｃｈｎ
ｕｒｕｎｇ ＲＡ）は４０％以上には到底達しないこと
を明らかにしている。
なお、１９８４年９月１０日−１４日の間のミュンヘン
に於けるチタニウム国際会議の枠内での関連進歩の第１
巻に現れている。例えば、ここに、この第１巻の第１７
９頁以下、２６７頁以下、３２７頁以下及び３３９頁以
下の論文を引用する。良く開発されたＰＭ−チタン−成
形部品の機械的性質に就いては、Ｊ、Ｐ、ヘルテマン他
も、「国際粉末冶金」の第１７巻、第３号、１９８５年
、１１６ｔ−１１８頁に報告しているが、この著者は、
熱イソスタチックプレスにより加工された材料の機械的
性質が、純粋の酸化物を含有しない粉末の使用により、
また、適当な構造の調整により、改善でき、このいわゆ
るＨＩＰ−材料が、その強度値や損傷発生率（Ｓｃｈａ
ｄｅｎａｎ−ｆａｅｌ＋＋ｇｋｅｉｔ）に於いて、その
可鍛物と比肩されうるものでおるかもくは、このものよ
りも卓越しているといつとを確認した。しカルながら、
同様にして、この研究によると、最大引っ張り強度（引
っ張り強度ＲＭ）値とイールド強度（ｙｉｅｌｄ ｓｔ
ｒｅｎｇｔｈ） （０，２％伸展限界ＲＰｏ、２％）は
、依然として１１００ＭＰＡ以上には上昇させることが
出来ず、一方、伸長率（破壊伸長率ＥＬ）は１７％を越
えて上昇せず破壊面積減少（Ｂｒｕｃｈｅｌｎｓｃｈｎ
ｕｒｕｎｇ ＲＡ）は４０％以上には到底達しないこと
を明らかにしている。
大きな消費者としての化学工業の他に、依然として宇宙
飛行工業は、改善された機械的性質を有するチタン合金
に興味を持っており、また、持たなければならないので
、本発明の課題は、特許請求の範囲の上位概念による方
法、従って、１１００ＭＰａより明らかに高い強度と伸
長性とを有する詐りでなく、従来公知の方法で得られる
同様の組成の（α＋β）−チタン合金以上に破壊に到る
までの負荷サイクル（Ｌａｓｔｓｐ Ｉｅ Ｉｅｎ ）
も増大している（α＋β）−チタン合金を提供可能にす
ることである。
飛行工業は、改善された機械的性質を有するチタン合金
に興味を持っており、また、持たなければならないので
、本発明の課題は、特許請求の範囲の上位概念による方
法、従って、１１００ＭＰａより明らかに高い強度と伸
長性とを有する詐りでなく、従来公知の方法で得られる
同様の組成の（α＋β）−チタン合金以上に破壊に到る
までの負荷サイクル（Ｌａｓｔｓｐ Ｉｅ Ｉｅｎ ）
も増大している（α＋β）−チタン合金を提供可能にす
ることである。
この課題の解決法は、特許請求の範囲の特徴部分の特性
を有する本発明のよる方法である。この方法の優れた実
施態様は、その他特許請求の範囲の対象である。
を有する本発明のよる方法である。この方法の優れた実
施態様は、その他特許請求の範囲の対象である。
溶融及び鍛治、及び／又は熱イソスタチックなプレスの
より製造された（α＋β）−チタン合金の本発明のより
最初に必要とされる変形（Ｕｍｆｏｒｍｕｎｇ）は、冒
頭に若干の例が説明されているが、６０％以上は、合目
的的に、鍛治、プレス、ハンマー、ロール掛け又は引張
りにより行うことができる。上記合金の中で、本発明の
方法については、殊に、合金Ｔｉ８Ａ１４Ｖが適当であ
ることが明らかとなったが、合金Ｔｉ ６ＡＬ ８Ｖ２
Ｓｎ、Ｔｉ ７ＡＬ ４Ｍｏ及びＴｉ６ＡＬ ２Ｓｎ４
Ｚｒ２Ｍｏも亦、育効に熱機械的に処理出来る。
より製造された（α＋β）−チタン合金の本発明のより
最初に必要とされる変形（Ｕｍｆｏｒｍｕｎｇ）は、冒
頭に若干の例が説明されているが、６０％以上は、合目
的的に、鍛治、プレス、ハンマー、ロール掛け又は引張
りにより行うことができる。上記合金の中で、本発明の
方法については、殊に、合金Ｔｉ８Ａ１４Ｖが適当であ
ることが明らかとなったが、合金Ｔｉ ６ＡＬ ８Ｖ２
Ｓｎ、Ｔｉ ７ＡＬ ４Ｍｏ及びＴｉ６ＡＬ ２Ｓｎ４
Ｚｒ２Ｍｏも亦、育効に熱機械的に処理出来る。
個々の変形工程の間に、本発明によると、合金の構造（
Ｇｅｆｕｅｇｅ）は加熱により応力除去されなくてはな
らない。
Ｇｅｆｕｅｇｅ）は加熱により応力除去されなくてはな
らない。
その際、その微細構造が完全には再結晶しない様に注意
すべきである。その理由から、何れににしても、長時間
の中間アニールは回避すべきでる。写真５ａには、８５
０℃でのハンマー掛け後の極めて強度の高い合金Ｔｉ６
ＡＬ４Ｖの構造が、１０００倍率拡大で示されている。
すべきである。その理由から、何れににしても、長時間
の中間アニールは回避すべきでる。写真５ａには、８５
０℃でのハンマー掛け後の極めて強度の高い合金Ｔｉ６
ＡＬ４Ｖの構造が、１０００倍率拡大で示されている。
所望の最終的寸法で存在している成型部品を、次いで焼
き戻し、しかも２〜４分間トランズス（Ｔｒａｎｚｕｓ
）の近くでアニールする。公知の様に、このトランズス
、即ち、例えば純チタンの同素的な変形は８８５℃付近
にある。
き戻し、しかも２〜４分間トランズス（Ｔｒａｎｚｕｓ
）の近くでアニールする。公知の様に、このトランズス
、即ち、例えば純チタンの同素的な変形は８８５℃付近
にある。
このことは、８８５９Ｃ以下の温度で存在しているα−
チタンの六方結晶格子が高い温度では、β−チタンの六
面体の空間集中格子に変化することを意味している。
チタンの六方結晶格子が高い温度では、β−チタンの六
面体の空間集中格子に変化することを意味している。
合金Ｔｆ ６ＡＬ ４Ｖの場合、トランススハ９７５＠
ｃ付近のある。しかし、それは酸素含宵量次第である。
ｃ付近のある。しかし、それは酸素含宵量次第である。
この合金は、アニール後急冷されるが、その際、急冷の
ための適当な手段は、専門家によく知られている。しが
し乍ら、水、油又は両者を用いて行うのがよい。写真５
ｂには、写真５ａとの関連で既述した合金の構造が、１
０００倍拡大で示されている。この写真は（α＋β）−
構造中に血球状の比較的大きなα−粒子（μｍ−範囲）
の貯蔵を示している。一方（α＋β）−領域には、β−
構造中に貯蔵されているα−薄葉の僅が許りの析出が認
められる。
ための適当な手段は、専門家によく知られている。しが
し乍ら、水、油又は両者を用いて行うのがよい。写真５
ｂには、写真５ａとの関連で既述した合金の構造が、１
０００倍拡大で示されている。この写真は（α＋β）−
構造中に血球状の比較的大きなα−粒子（μｍ−範囲）
の貯蔵を示している。一方（α＋β）−領域には、β−
構造中に貯蔵されているα−薄葉の僅が許りの析出が認
められる。
この構造の安定化を達成するために、急冷した成型部品
を、次いで４００”Ｃ〜６００＠ｃの範囲の温度で加熱
又はねかせる。この場合、（α＋β）−析出物は粗くな
り、大きいα−粒子は変化を起こすことがない。このこ
とは、写真６ａに示され、例として述べられた合金Ｔｉ
６ＡＬ４Ｖの構造が示している。ＴＥＭ−写真（写真６
ｂ）に明らかな様に、電子顕微鏡中には、α−粒子が転
位及び小さい角度の粒子限界（ｋｌｅｌｎｖｌｎｋｅｌ
ｋｏｒｎｇｒｅｎｚｅｎ）を示している。即ちこのα−
粒子は多形化されており、再結晶化されていない。
を、次いで４００”Ｃ〜６００＠ｃの範囲の温度で加熱
又はねかせる。この場合、（α＋β）−析出物は粗くな
り、大きいα−粒子は変化を起こすことがない。このこ
とは、写真６ａに示され、例として述べられた合金Ｔｉ
６ＡＬ４Ｖの構造が示している。ＴＥＭ−写真（写真６
ｂ）に明らかな様に、電子顕微鏡中には、α−粒子が転
位及び小さい角度の粒子限界（ｋｌｅｌｎｖｌｎｋｅｌ
ｋｏｒｎｇｒｅｎｚｅｎ）を示している。即ちこのα−
粒子は多形化されており、再結晶化されていない。
専門家に周知に様に、チタン合金中の合金要素は、トズ
スに影響する。Ａ１と０とは合金のα−領域を高い温度
に拡大する。要素Ｖ％ Ｍｏ 、Ｍｎ及びＣｒは、合金
のβ−領域を拡大する。即ち、トランズスの温度は低下
する。合金Ｔｉ ６ＡＩ ４Ｖの場合には、純チタンの
トラズスはより高い温度に移動する。ＺｎとＳｎとは、
この点で、中立的の要素である。
スに影響する。Ａ１と０とは合金のα−領域を高い温度
に拡大する。要素Ｖ％ Ｍｏ 、Ｍｎ及びＣｒは、合金
のβ−領域を拡大する。即ち、トランズスの温度は低下
する。合金Ｔｉ ６ＡＩ ４Ｖの場合には、純チタンの
トラズスはより高い温度に移動する。ＺｎとＳｎとは、
この点で、中立的の要素である。
実際に使用される（α＋β）−チタン合金、即ち、殊に
ＴｉＡ１４Ｖの場合は勿論、合金Ｔｉ ６Ａ１６Ｖ２Ｓ
ｎ１’ｒｉ ７ＡＩ４Ｍｏ及びＴｉＴｉ３Ａｌ２５ｎ４
Ｚｒ２の場合も、室温で（α＋β）−組織が存在してい
る。
ＴｉＡ１４Ｖの場合は勿論、合金Ｔｉ ６Ａ１６Ｖ２Ｓ
ｎ１’ｒｉ ７ＡＩ４Ｍｏ及びＴｉＴｉ３Ａｌ２５ｎ４
Ｚｒ２の場合も、室温で（α＋β）−組織が存在してい
る。
この組織構成は、変形及びアニールによって変更され、
その際、こうして、各種機械的性質が調整できる。材料
は、先ず約８００℃なる再結晶温度の上約５０’ Ｃ。
その際、こうして、各種機械的性質が調整できる。材料
は、先ず約８００℃なる再結晶温度の上約５０’ Ｃ。
即ち、８５０℃で強り、シかも６０％以上変形できる。
即ち強く可塑的に変形され、またその場合、強く硬化す
る。９５０℃以下の溶解アニール及び、２時間５００℃
での焼き戻しにより粗末な（α＋β）−組織が出来る（
写真ｅ−１１参照）。９５０’ Ｃと９７５”Ｃの間に
アニールし、５００℃で焼き戻す場合、複形式（ｂｌｓ
＋。
る。９５０℃以下の溶解アニール及び、２時間５００℃
での焼き戻しにより粗末な（α＋β）−組織が出来る（
写真ｅ−１１参照）。９５０’ Ｃと９７５”Ｃの間に
アニールし、５００℃で焼き戻す場合、複形式（ｂｌｓ
＋。
ｄａｌｅｓ）な（α＋β）−組織が出来る。即ち優れた
機械的性質を何する薄葉状の（α＋β）−組織中に初期
αが埋メ込まれている。７５０℃以上にアニールし焼き
戻す場合は、これに反して、薄葉組織が生成する。この
組織は、延性において著しく低下している。この複形式
の組織は、同時に伸長性と面積減少が向上する場合、強
度上昇と０．２％の伸長限界の前提条件である。更に高
い負荷サイクル（Ｌａｓｔｓｐ Ｉｅ ｌ ） の場
合の疲労強度は、普通の材料に対比して倍加している。
機械的性質を何する薄葉状の（α＋β）−組織中に初期
αが埋メ込まれている。７５０℃以上にアニールし焼き
戻す場合は、これに反して、薄葉組織が生成する。この
組織は、延性において著しく低下している。この複形式
の組織は、同時に伸長性と面積減少が向上する場合、強
度上昇と０．２％の伸長限界の前提条件である。更に高
い負荷サイクル（Ｌａｓｔｓｐ Ｉｅ ｌ ） の場
合の疲労強度は、普通の材料に対比して倍加している。
従来知られていた比較合金に対比して著しく改善された
本発明により製造された（α＋β）−チタン合金の著し
く優れた性質は、表■及びダイヤグラム（第３図）に示
されている。引張り強度の値、０．２％伸長限界、伸延
性及び面積減少はＤＩＮ−規格Ｎｏ、１７８５１に決め
られた最低値を遥かに上遺っている。即ち、表■は弾性
モヂュルについての測定値をも記載している。なるほど
、単にＨＩＰ−変形合金Ｔｆ ４ＡＩ ４ＶもＤＩＮ−
規定を充足しているが、それは本発明により製造された
材料により、あらゆる値において、著しく追い越されて
いる。その際、殊に高められた強度と共に材料の延性も
著しく、即ち約３０％も上昇していることは驚（べきこ
とである。
本発明により製造された（α＋β）−チタン合金の著し
く優れた性質は、表■及びダイヤグラム（第３図）に示
されている。引張り強度の値、０．２％伸長限界、伸延
性及び面積減少はＤＩＮ−規格Ｎｏ、１７８５１に決め
られた最低値を遥かに上遺っている。即ち、表■は弾性
モヂュルについての測定値をも記載している。なるほど
、単にＨＩＰ−変形合金Ｔｆ ４ＡＩ ４ＶもＤＩＮ−
規定を充足しているが、それは本発明により製造された
材料により、あらゆる値において、著しく追い越されて
いる。その際、殊に高められた強度と共に材料の延性も
著しく、即ち約３０％も上昇していることは驚（べきこ
とである。
この合金の疲労強度は、アムスラープルサーにおいて、
Ｒ＝０．１、Ｋｔ＝１モして振度１３０±１９Ｈｚなる
条件で測定した。本発明により製造された材料のダイヤ
グラム（第４図）に示されている上方のベーラ−カーブ
は、全振動範囲内で、１０ までの負荷サイクルで、従
来普通の方法によれ作られた材料に対比して（下方のベ
ーラ−カーブ）著しく改善された疲労強度を示している
。
Ｒ＝０．１、Ｋｔ＝１モして振度１３０±１９Ｈｚなる
条件で測定した。本発明により製造された材料のダイヤ
グラム（第４図）に示されている上方のベーラ−カーブ
は、全振動範囲内で、１０ までの負荷サイクルで、従
来普通の方法によれ作られた材料に対比して（下方のベ
ーラ−カーブ）著しく改善された疲労強度を示している
。
その際、引張り強度の性質は４０％改善されたし、持続
強度は１００％改善された。
強度は１００％改善された。
応用例において、直径８關のねじを製造し、そのサイク
ル疲労強度を試験した。普通の材料は、破壊までに最大
３０．０００振動に耐えうろことが出来たが、本発明に
よる熱機械的な処理を用いる場合の同じ負荷では、３ｓ
ｏ、ｏｏｏ振動に耐え、破壊までに、ファクター１２だ
け高い振動に達した。
ル疲労強度を試験した。普通の材料は、破壊までに最大
３０．０００振動に耐えうろことが出来たが、本発明に
よる熱機械的な処理を用いる場合の同じ負荷では、３ｓ
ｏ、ｏｏｏ振動に耐え、破壊までに、ファクター１２だ
け高い振動に達した。
トランズスは、酸素含量の増大と共に上昇する。酸素含
量が向上するときは、９７５’ Ｃでのアニールは、ト
ランズス以下である。一方、酸素含量が低いときは、９
７５℃でのアニールは、トランズスの上にある。
量が向上するときは、９７５’ Ｃでのアニールは、ト
ランズス以下である。一方、酸素含量が低いときは、９
７５℃でのアニールは、トランズスの上にある。
本発明により製造された材料の静力学的且つ動力学的な
機械的性質の上述の改善により、強度の高い（α＋β）
−合金の利用範囲が、静的外力でも、動的な外力でも、
著しく拡大されうることが明らかである。そのことば殊
に、宇宙飛行工業にとって極めて大切なことである。
機械的性質の上述の改善により、強度の高い（α＋β）
−合金の利用範囲が、静的外力でも、動的な外力でも、
著しく拡大されうることが明らかである。そのことば殊
に、宇宙飛行工業にとって極めて大切なことである。
第３表と第５表には、アニール処理後の合金Ｔｉ６ＡＬ
４ｖの機械的性質が曲線で示されている。しかも、第３
表には変形との関連で、また第５表には溶解温度との関
連で示されている。
４ｖの機械的性質が曲線で示されている。しかも、第３
表には変形との関連で、また第５表には溶解温度との関
連で示されている。
写真５ａと写真５ｂ及び６ａは、本発明の製品の１００
０倍拡大構造を示し、また、６ｂは本発明の製品の（α
＋β）微細構造の電子顕微鏡写真である。 なお、本発明の製品の結晶構造やその組織は、添付写真
により説明する他に方法がない。 なお又、５ａは８５０℃で６４％の変形、５ｂは（α＋
β）微細構造、９７５’ Ｃ／３分／水、８５０℃で６
４％の変形、６ａは（α＋β）＠軸構造、９７５℃／３
分／水＋５００℃／２ｈ、８５０’ Ｃで６４％の変形
であり、６ｂは９７５℃／３分／水＋５００℃／２ｈ１
８５０” Ｃで６４％の変形である。 チ め 〉 辻
０倍拡大構造を示し、また、６ｂは本発明の製品の（α
＋β）微細構造の電子顕微鏡写真である。 なお、本発明の製品の結晶構造やその組織は、添付写真
により説明する他に方法がない。 なお又、５ａは８５０℃で６４％の変形、５ｂは（α＋
β）微細構造、９７５’ Ｃ／３分／水、８５０℃で６
４％の変形、６ａは（α＋β）＠軸構造、９７５℃／３
分／水＋５００℃／２ｈ、８５０’ Ｃで６４％の変形
であり、６ｂは９７５℃／３分／水＋５００℃／２ｈ１
８５０” Ｃで６４％の変形である。 チ め 〉 辻
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）粉末の溶融及び鍛治及び／または熱イソスタチック
プレスにより製造された合金を、それぞれの合金の再結
晶温度の直ぐ上の温度で一工程又は多数工程で、それぞ
れそれら工程間に行われた構造応力除去加熱を以って、
完全な再結晶なしに、同時に硬化しながら、６０％以上
変形させ、その成型部品を次いで、２ないし４分間、そ
の合金のトランズス近くで焼き戻し、急冷し、次いで４
００ないし６００℃の範囲内の温度で焼き戻すことを特
徴とする熱機械的処理により（α＋β）−チタン合金の
動力学的且つ静力学的な機械的性質を改良する方法 ２）合金を鍛治、プレス、ハンマー掛け、ロール掛け又
は伸延によって変形する特許請求の範囲１の方法 ３）成型部品を水、及び／又は油を用いて急冷すること
を特徴とする特許請求の範囲１の方法 ４）成型部品を、約９５０℃と９８０℃の間の温度でま
ず３分間焼き戻し、そして急冷し、次いで４５０℃ない
し５５０℃で２時間、焼き戻すことを特徴とする特許請
求の範囲１の方法 ５）成型部品をまず、約９５０℃と９８０℃の間の温度
で３分間焼き戻し、そして急冷し、次いで４５０℃ない
し５５０℃で、２時間、焼き戻すことを特徴とする特許
請求の範囲２の方法 ６）Ｔｉ４ＡＬＸまたはＴｉ６ＡＬＸ、その際、Ｘは一
つ又は多数のバナジウム、モリブデン、ジルコニウム、
亜鉛、鉄、銅及びシリチウムよりなる群からの一つ又は
多数の合金要素を意味する、で示される合金を基体とし
た（α＋β）チタン多物質合金を使用することを特徴と
する特許請求の範囲１の方法 ７）合金Ｔｉ６ＡＬ４Ｖを、８５０℃でハンマー掛けに
より９０％変形し、その成型部品を次いで３分間９７５
℃で焼き戻し、水で急冷し、次いで５００℃で空気で２
時間焼き戻すことを特徴とする特許請求の範囲１の方法 ８）Ｔｉ４ＡＬＸまたはＴｉ６ＡＬＸ、その際、Ｘは一
つ又は多数のバナジウム、モリブデン、ジルコニウム、
亜鉛、鉄、銅及びシリチウムよりなる群からの一つ又は
多数の合金要素を意味する、で示される合金を基体とし
た（α＋β）チタン多物質合金を使用することを特徴と
する特許請求の範囲４の方法 ９）合金Ｔｉ６ＡＬ４Ｖを、８５０℃でハンマー掛けに
より９０％変形し、その成型部品を次いで３分間９７５
℃で焼き戻し、水で急冷し、次いで５００℃で空気で２
時間焼き戻すことを特徴とする特許請求の範囲４の方法 １０）Ｔｉ４ＡＬＸまたはＴｉ６ＡＬＸ、その際、Ｘは
一つ又は多数のバナジウム、モリブデン、ジルコニウム
、亜鉛、鉄、銅及びシリチウムよりなる群からの一つ又
は多数の合金要素を意味する、で示される合金を基体と
した（α＋β）チタン多物質合金を使用することを特徴
とする特許請求の範囲６の方法
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863622433 DE3622433A1 (de) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | Verfahren zur verbesserung der statischen und dynamischen mechanischen eigenschaften von ((alpha)+ss)-titanlegierungen |
| DE3622433.2 | 1986-07-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63186859A true JPS63186859A (ja) | 1988-08-02 |
| JPH0138868B2 JPH0138868B2 (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=6304351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62163842A Granted JPS63186859A (ja) | 1986-07-03 | 1987-06-30 | （α＋β）−チタン合金の動力学的且つ静力学的な機械的性質を改良する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4842653A (ja) |
| EP (1) | EP0254891B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63186859A (ja) |
| DE (2) | DE3622433A1 (ja) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5118363A (en) * | 1988-06-07 | 1992-06-02 | Aluminum Company Of America | Processing for high performance TI-6A1-4V forgings |
| US4975125A (en) * | 1988-12-14 | 1990-12-04 | Aluminum Company Of America | Titanium alpha-beta alloy fabricated material and process for preparation |
| EP0408313B1 (en) * | 1989-07-10 | 1995-12-27 | Nkk Corporation | Titanium base alloy and method of superplastic forming thereof |
| US5256369A (en) * | 1989-07-10 | 1993-10-26 | Nkk Corporation | Titanium base alloy for excellent formability and method of making thereof and method of superplastic forming thereof |
| US5362441A (en) * | 1989-07-10 | 1994-11-08 | Nkk Corporation | Ti-Al-V-Mo-O alloys with an iron group element |
| US5171375A (en) * | 1989-09-08 | 1992-12-15 | Seiko Instruments Inc. | Treatment of titanium alloy article to a mirror finish |
| DE4023816A1 (de) * | 1990-07-27 | 1992-02-06 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Thermomechanisches verfahren zur behandlung von titanaluminiden auf der basis ti(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)al |
| US5217548A (en) * | 1990-09-14 | 1993-06-08 | Seiko Instruments Inc. | Process for working β type titanium alloy |
| FR2715879B1 (fr) * | 1994-02-08 | 1997-03-14 | Nizhegorodskoe Aktsionernoe Ob | Procédé de fabrication de pièces en forme de tige avec des têtes à partir d'alliages biphasés de titane alpha + beta". |
| JP3967515B2 (ja) * | 2000-02-16 | 2007-08-29 | 株式会社神戸製鋼所 | マフラー用チタン合金材およびマフラー |
| US8012590B2 (en) | 2000-05-01 | 2011-09-06 | The Regents Of The University Of California | Glass/ceramic coatings for implants |
| US20040261912A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | Wu Ming H. | Method for manufacturing superelastic beta titanium articles and the articles derived therefrom |
| US20040241037A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-12-02 | Wu Ming H. | Beta titanium compositions and methods of manufacture thereof |
| US20040168751A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-09-02 | Wu Ming H. | Beta titanium compositions and methods of manufacture thereof |
| US20040052676A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-03-18 | Wu Ming H. | beta titanium compositions and methods of manufacture thereof |
| US20040221929A1 (en) * | 2003-05-09 | 2004-11-11 | Hebda John J. | Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby |
| DE10355892B4 (de) * | 2003-11-29 | 2007-01-04 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Herstellung von Ti, Zr, Hf enthaltenden Gesenkschmiedeteilen |
| US7837812B2 (en) * | 2004-05-21 | 2010-11-23 | Ati Properties, Inc. | Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging |
| US8337750B2 (en) | 2005-09-13 | 2012-12-25 | Ati Properties, Inc. | Titanium alloys including increased oxygen content and exhibiting improved mechanical properties |
| US7611592B2 (en) * | 2006-02-23 | 2009-11-03 | Ati Properties, Inc. | Methods of beta processing titanium alloys |
| JP4999828B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2012-08-15 | ヤマハ発動機株式会社 | 破断分割型コンロッド、内燃機関、輸送機器および破断分割型コンロッドの製造方法 |
| US10053758B2 (en) * | 2010-01-22 | 2018-08-21 | Ati Properties Llc | Production of high strength titanium |
| US9255316B2 (en) | 2010-07-19 | 2016-02-09 | Ati Properties, Inc. | Processing of α+β titanium alloys |
| US8499605B2 (en) | 2010-07-28 | 2013-08-06 | Ati Properties, Inc. | Hot stretch straightening of high strength α/β processed titanium |
| US8613818B2 (en) | 2010-09-15 | 2013-12-24 | Ati Properties, Inc. | Processing routes for titanium and titanium alloys |
| US9206497B2 (en) | 2010-09-15 | 2015-12-08 | Ati Properties, Inc. | Methods for processing titanium alloys |
| US10513755B2 (en) | 2010-09-23 | 2019-12-24 | Ati Properties Llc | High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock |
| US9409008B2 (en) * | 2011-04-22 | 2016-08-09 | Medtronic, Inc. | Cable configurations for a medical device |
| US8652400B2 (en) | 2011-06-01 | 2014-02-18 | Ati Properties, Inc. | Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys |
| US9050647B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-06-09 | Ati Properties, Inc. | Split-pass open-die forging for hard-to-forge, strain-path sensitive titanium-base and nickel-base alloys |
| US9869003B2 (en) | 2013-02-26 | 2018-01-16 | Ati Properties Llc | Methods for processing alloys |
| US9192981B2 (en) | 2013-03-11 | 2015-11-24 | Ati Properties, Inc. | Thermomechanical processing of high strength non-magnetic corrosion resistant material |
| US9777361B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-10-03 | Ati Properties Llc | Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys |
| US11111552B2 (en) | 2013-11-12 | 2021-09-07 | Ati Properties Llc | Methods for processing metal alloys |
| FR3024160B1 (fr) * | 2014-07-23 | 2016-08-19 | Messier Bugatti Dowty | Procede d'elaboration d`une piece en alliage metallique |
| US10094003B2 (en) | 2015-01-12 | 2018-10-09 | Ati Properties Llc | Titanium alloy |
| US10502252B2 (en) | 2015-11-23 | 2019-12-10 | Ati Properties Llc | Processing of alpha-beta titanium alloys |
| US10913991B2 (en) | 2018-04-04 | 2021-02-09 | Ati Properties Llc | High temperature titanium alloys |
| US11001909B2 (en) | 2018-05-07 | 2021-05-11 | Ati Properties Llc | High strength titanium alloys |
| US11268179B2 (en) | 2018-08-28 | 2022-03-08 | Ati Properties Llc | Creep resistant titanium alloys |
| US11536391B2 (en) | 2019-10-08 | 2022-12-27 | War Machine, Inc. | Pneumatic actuation valve assembly |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49134506A (ja) * | 1972-11-09 | 1974-12-25 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3481799A (en) * | 1966-07-19 | 1969-12-02 | Titanium Metals Corp | Processing titanium and titanium alloy products |
| US3489617A (en) * | 1967-04-11 | 1970-01-13 | Titanium Metals Corp | Method for refining the beta grain size of alpha and alpha-beta titanium base alloys |
| US3575736A (en) * | 1968-11-25 | 1971-04-20 | Us Air Force | Method of rolling titanium alloys |
| FR2116260A1 (en) * | 1970-12-02 | 1972-07-13 | Grekov Nikolai | Titanium alloy annular forging prodn - by repeated deformation |
| FR2162856A5 (en) * | 1971-11-22 | 1973-07-20 | Xeros | Heat treatment for alpha/beta titanium alloys - - having improved uniform ductility strength and structure |
| US3901743A (en) * | 1971-11-22 | 1975-08-26 | United Aircraft Corp | Processing for the high strength alpha-beta titanium alloys |
| US3794528A (en) * | 1972-08-17 | 1974-02-26 | Us Navy | Thermomechanical method of forming high-strength beta-titanium alloys |
| US4098623A (en) * | 1975-08-01 | 1978-07-04 | Hitachi, Ltd. | Method for heat treatment of titanium alloy |
| US4053330A (en) * | 1976-04-19 | 1977-10-11 | United Technologies Corporation | Method for improving fatigue properties of titanium alloy articles |
| US4482398A (en) * | 1984-01-27 | 1984-11-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for refining microstructures of cast titanium articles |
| US4581077A (en) * | 1984-04-27 | 1986-04-08 | Nippon Mining Co., Ltd. | Method of manufacturing rolled titanium alloy sheets |
| CA1239077A (en) * | 1984-05-04 | 1988-07-12 | Hideo Sakuyama | Method of producing ti alloy plates |
| FR2567153B1 (fr) * | 1984-07-06 | 1991-04-12 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede d'elaboration, par metallurgie des poudres, d'alliage a base de titane a faible dimension de grain |
-
1986
- 1986-07-03 DE DE19863622433 patent/DE3622433A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-06-30 JP JP62163842A patent/JPS63186859A/ja active Granted
- 1987-06-30 US US07/067,864 patent/US4842653A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-07-01 DE DE8787109433T patent/DE3765593D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-07-01 EP EP87109433A patent/EP0254891B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49134506A (ja) * | 1972-11-09 | 1974-12-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4842653A (en) | 1989-06-27 |
| JPH0138868B2 (ja) | 1989-08-16 |
| EP0254891B1 (en) | 1990-10-17 |
| DE3765593D1 (de) | 1990-11-22 |
| DE3622433A1 (de) | 1988-01-21 |
| EP0254891A2 (en) | 1988-02-03 |
| EP0254891A3 (en) | 1989-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63186859A (ja) | （α＋β）−チタン合金の動力学的且つ静力学的な機械的性質を改良する方法 | |
| JP6576379B2 (ja) | チタン−アルミニウム基合金から成る部材の製造方法及び部材 | |
| EP0031605B2 (en) | Method of manufacturing products from a copper containing aluminium alloy | |
| JP2988246B2 (ja) | （α＋β）型チタン合金超塑性成形部材の製造方法 | |
| JP2013539822A (ja) | 高強度および延性アルファ／ベータチタン合金 | |
| JP2015508847A (ja) | チタン合金 | |
| JPS6289855A (ja) | 加工性の優れた高強度Ｔｉ合金材及びその製造方法 | |
| JP2009138218A (ja) | チタン合金部材及びチタン合金部材の製造方法 | |
| CN112601829B (zh) | 抗蠕变钛合金 | |
| CN102159742A (zh) | 钛部件的固溶热处理和过老化热处理 | |
| JP2010100943A (ja) | 引張強度が１０００ＭＰａ級以上のα＋β型チタン合金部材の製造方法 | |
| US5185045A (en) | Thermomechanical process for treating titanium aluminides based on Ti3 | |
| CN113817972B (zh) | 通过热处理任意调整钛合金中等轴α相含量的方法 | |
| KR20210018663A (ko) | 고강도 고성형성 베타 타이타늄 합금 | |
| US10626488B2 (en) | Age-hardening process featuring anomalous aging time | |
| JP7387139B2 (ja) | チタン合金、その製造方法およびそれを用いたエンジン部品 | |
| JPS63230858A (ja) | 超塑性加工用チタン合金板の製造方法 | |
| US3194693A (en) | Process for increasing mechanical properties of titanium alloys high in aluminum | |
| WO1999049091A1 (en) | Ti-V-Al BASED SUPERELASTICITY ALLOY | |
| JP2004277873A (ja) | ボロンを添加したチタン合金 | |
| KR102604458B1 (ko) | 고강도 고균질연성을 가지는 순수 타이타늄 및 그 제조 방법 | |
| JPH02125849A (ja) | 超微細粒組織を有するα＋β型チタン合金の熱間加工材の製造方法 | |
| JPS60230968A (ja) | チタン合金圧延板の製造方法 | |
| KR102589875B1 (ko) | 미세결정립 순수 타이타늄 및 그 제조 방법 | |
| JP2003201530A (ja) | 熱間加工性に優れた高強度チタン合金 |