JPS634914B2 - - Google Patents
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- JPS634914B2 JPS634914B2 JP9552285A JP9552285A JPS634914B2 JP S634914 B2 JPS634914 B2 JP S634914B2 JP 9552285 A JP9552285 A JP 9552285A JP 9552285 A JP9552285 A JP 9552285A JP S634914 B2 JPS634914 B2 JP S634914B2
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Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明はα＋β型チタン合金板の製造方法に
関し、機械的性質及び組織の均一性に優れたα＋
β型チタン合金板を経済的に製造し得る方法を提
供することを目的とする。 〔従来の技術〕 チタン合金材は軽量で高強度かつ高耐食性等の
優れた性質を有するため、航空機の機体材料等に
主として利用されている。 このチタン合金は、α型、α＋β型、β型に大
別されるが、本発明ではα＋β型チタン合金につ
き新規な製造法を提供せんとするものである。 ところでチタン合金材は難加工材の１つであ
り、従来より組織の均一性向上や機械的性質の改
善（特に伸びの改善）が課題とされ、厚板圧延や
熱間圧延法の検討が種々なされている。 本発明者らは、α＋β二相域温度での加熱−圧
延を繰り返し行う、所謂２ヒート圧延方法がα＋
β型チタン合金熱間圧延材の組織の均一性向上や
機械的性質の改質に有効であることをみいだし、
これにつき既に提案済である。 しかし、この２ヒート圧延方法における二次圧
延スラブの加熱は室温まで空冷された一次圧延材
を再加熱することによりなされており、その結
果、圧延経費の増大を招く欠点があつた。 〔発明の概要〕 本発明は上記した従来の欠点を改善するために
なされたもので、２ヒート圧延方法によつてもた
らされる優れた材質的特性を損なうことなく経済
性に優れた圧延方法を提供しようとするものであ
る。 本発明者らは種々検討を重ねた結果、一次圧延
条件、再加熱条件、二次圧延条件をあわせて制御
することで経済性、材質的特性に優れたα＋β型
チタン合金板が製造されることをみいだした。す
なわち、従来制御されていなかつた一次圧延の圧
下率と再加熱保持温度及び時間をあわせて制御す
ることで、材質上の特性の劣化を伴わずに二次圧
延スラブのホツトチヤージが可能となり、エネル
ギー的、時間的経済性の向上が可能となつたもの
である。 ２ヒート圧延方法における一次圧延の目的はス
ラブ段階で存在した旧β粒界にネツトワーク状に
析出する粗大粒界α晶を拡散を伴う再結晶により
消失させ組織を均一化させることにある。すなわ
ち、一次圧延においてα＋β域の未再結晶温度域
で加工を加えることで、歪エネルギーにより二次
圧延スラブ加熱時に再結晶が進展しネツトワーク
状の粗大粒界α晶が消失し組織が均一化される。
この均一化された組織を有するスラブを素材とし
て二次圧延がなされるため、二次圧延材の組織が
均一化され機械的性質が改善される。したがつて
二次圧延スラブの加熱は再結晶進展の目的をあわ
せ持つため、ホツトチヤージを行うに際しては一
次圧延の圧下率及び再加熱温度・時間を厳密に制
御し、再結晶を完了させる必要があり、これによ
り組織の均一性及び良好な機械的性質を得ること
ができる。 本発明においては、まずα＋β型チタン合金ス
ラブをα＋β二相域の温度に加熱し、この温度域
で全圧下率30％以上の圧下を加えて一次圧延を終
了する。このチタン合金スラブの加熱はバツチ炉
または連続炉を用いる。 ここで加熱温度をα＋β二相域の温度と規定し
たのは次の理由による。すなわち高温のβ域温度
への加熱ではβ域温度からの冷却においてβα
＋β変態点近傍温度の徐冷に伴い、旧β粒界にネ
ツトワーク状の粗大粒界α晶が析出し、最終圧延
材の組織均一性が大きく低下するためである。ま
たα＋β二相域の温度での加工率を30％以上と規
定したのはこれ以下の全圧下率では二次圧延スラ
ブ再加熱過程で組織が均一化されないからであ
る。 一次圧延後、再加熱し二次圧延を行うが、一次
圧延終了後の表面温度が500℃以上の温度から
（β変態点−200℃）〜β変態点のα＋β二相域の
温度に再加熱し、この温度域に30分以上保持した
後、α＋β二相域の温度で全圧下率30％以上の圧
下を加えて所定寸法の熱間圧延板を得る。この再
加熱はバツチ炉または連続炉を用いて行う。 ここで再加熱開始温度をその表面温度500℃以
上としたのは、材質上は再加熱開始温度の制約は
存在しないもののスラブ表面温度が500℃未満の
再加熱開始温度とした場合、経済性が低下してし
まうためである。 また再加熱温度を（β変態点−200℃）〜β変
態点のα＋β二相域とした理由は次の通りであ
る。 すなわち本発明では二次圧延スラブのα＋β域
温度での再加熱過程で一次圧延で蓄えられた材料
中の歪エネルギーをもとに再結晶がすすみ、組織
が均一化されることとなるが、（β変態点−200
℃）未満の温度ではこの効果がなく、一方、高温
のβ域温度への加熱ではβ域温度からの冷却にお
いて再びβα＋β変態点近傍温度で徐冷される
こととなり、旧β粒界にネツトワーク状の粗大粒
界α晶が析出し組織均一化の効果が失われてしま
うからである。 また上記温度範囲で30分以上保持するのは、保
持時間が30分未満の場合、再加熱時における再結
晶の進展が十分でなく、そのため二次圧延後の組
織均一性が低下するためである。 更にα＋β二相域の温度での加工率を全圧下率
30％以上と限定したのは、これ以下の全圧下率で
は圧延板の熱処理過程で組織が均一化されないか
らである。 〔実施例〕 第１表の成分表に示す代表的なα＋β型チタン
合金であるTi−６％Al−４％Ｖ合金（β変態点
は1000℃）の550mm鋳塊を、1050℃に加熱後120mm
厚さに熱間鍛造してスラブを作成した。そしてこ
のスラブを1050〜700℃に加熱後、950〜600℃の
温度範囲で一次及び二次熱間圧延を行い、36mm厚
さの圧延板に仕上げた。熱処理材（955℃×1.5hr
→W.Q.＋538℃×6hr→A.C.）の機機的性質は板
厚中心より行平部６mm〓、G.L.35mmの引張試験片
をｌ方向に採取して調整した。ここで熱処理は
125mml×100mmw×12.5ｍtの試験片で行つた。又、
α＋β型チタン合金の組織はマクロ的な不均一性
が問題となる。そこで組織の均一性は熱処理材の
LZ面におけるα晶の平均粒径（30粒の平均）を
100ケ所につき測定し、この標準偏差を各圧延条
件で比較することにより評価した。 第２表に加熱及び再加熱条件と一次及び二次圧
延の条件を示す。また、これにより得られたチタ
ン合金板機械的性質を同表に示す。 本発明で限定する一次、二次両圧延条件を満足
する場合、熱間圧延後の機械的性質（特に延性）
と組織均一性が大幅に改善されることが認められ
る。しかし、一次、二次圧延条件のうち、いずれ
か一方のみを満足する圧延条件の場合、十分な機
械的性質と組織均一性が得られていない。又、二
次圧延で十分な加熱保持時間をとる場合、従来の
一次圧延材を室温より再加熱開始する方法を変更
し、一次圧延材を高温よりそのまま再加熱し二次
圧延を行う方法を採用しても機械的性質及び組織
の劣化は何ら認められない。 なお、本発明の実施例としてTi−６％Al−４
％Ｖ合金を取りあげたが、α＋β型チタン合金で
あるTi−６％Al−６％Ｖ−２％Sn等のチタン合
金においても、本発明の適用により同様の効果が
確認され、本発明はα＋β型チタン合金全般に適
用可能である。又、本発明は熱間圧延板の製造に
おいて見い出されたが、素材としてブルーム又は
ビレツトを用い熱間加工プロセスとして熱間圧延
あるいは鍛造により丸棒等を製造しても、本発明
の熱間加工条件を遵守する限り、熱間圧延板にお
けると同様、組織の均一性に優れ、機械的性質の
改善された製品を製造し得る。
関し、機械的性質及び組織の均一性に優れたα＋
β型チタン合金板を経済的に製造し得る方法を提
供することを目的とする。 〔従来の技術〕 チタン合金材は軽量で高強度かつ高耐食性等の
優れた性質を有するため、航空機の機体材料等に
主として利用されている。 このチタン合金は、α型、α＋β型、β型に大
別されるが、本発明ではα＋β型チタン合金につ
き新規な製造法を提供せんとするものである。 ところでチタン合金材は難加工材の１つであ
り、従来より組織の均一性向上や機械的性質の改
善（特に伸びの改善）が課題とされ、厚板圧延や
熱間圧延法の検討が種々なされている。 本発明者らは、α＋β二相域温度での加熱−圧
延を繰り返し行う、所謂２ヒート圧延方法がα＋
β型チタン合金熱間圧延材の組織の均一性向上や
機械的性質の改質に有効であることをみいだし、
これにつき既に提案済である。 しかし、この２ヒート圧延方法における二次圧
延スラブの加熱は室温まで空冷された一次圧延材
を再加熱することによりなされており、その結
果、圧延経費の増大を招く欠点があつた。 〔発明の概要〕 本発明は上記した従来の欠点を改善するために
なされたもので、２ヒート圧延方法によつてもた
らされる優れた材質的特性を損なうことなく経済
性に優れた圧延方法を提供しようとするものであ
る。 本発明者らは種々検討を重ねた結果、一次圧延
条件、再加熱条件、二次圧延条件をあわせて制御
することで経済性、材質的特性に優れたα＋β型
チタン合金板が製造されることをみいだした。す
なわち、従来制御されていなかつた一次圧延の圧
下率と再加熱保持温度及び時間をあわせて制御す
ることで、材質上の特性の劣化を伴わずに二次圧
延スラブのホツトチヤージが可能となり、エネル
ギー的、時間的経済性の向上が可能となつたもの
である。 ２ヒート圧延方法における一次圧延の目的はス
ラブ段階で存在した旧β粒界にネツトワーク状に
析出する粗大粒界α晶を拡散を伴う再結晶により
消失させ組織を均一化させることにある。すなわ
ち、一次圧延においてα＋β域の未再結晶温度域
で加工を加えることで、歪エネルギーにより二次
圧延スラブ加熱時に再結晶が進展しネツトワーク
状の粗大粒界α晶が消失し組織が均一化される。
この均一化された組織を有するスラブを素材とし
て二次圧延がなされるため、二次圧延材の組織が
均一化され機械的性質が改善される。したがつて
二次圧延スラブの加熱は再結晶進展の目的をあわ
せ持つため、ホツトチヤージを行うに際しては一
次圧延の圧下率及び再加熱温度・時間を厳密に制
御し、再結晶を完了させる必要があり、これによ
り組織の均一性及び良好な機械的性質を得ること
ができる。 本発明においては、まずα＋β型チタン合金ス
ラブをα＋β二相域の温度に加熱し、この温度域
で全圧下率30％以上の圧下を加えて一次圧延を終
了する。このチタン合金スラブの加熱はバツチ炉
または連続炉を用いる。 ここで加熱温度をα＋β二相域の温度と規定し
たのは次の理由による。すなわち高温のβ域温度
への加熱ではβ域温度からの冷却においてβα
＋β変態点近傍温度の徐冷に伴い、旧β粒界にネ
ツトワーク状の粗大粒界α晶が析出し、最終圧延
材の組織均一性が大きく低下するためである。ま
たα＋β二相域の温度での加工率を30％以上と規
定したのはこれ以下の全圧下率では二次圧延スラ
ブ再加熱過程で組織が均一化されないからであ
る。 一次圧延後、再加熱し二次圧延を行うが、一次
圧延終了後の表面温度が500℃以上の温度から
（β変態点−200℃）〜β変態点のα＋β二相域の
温度に再加熱し、この温度域に30分以上保持した
後、α＋β二相域の温度で全圧下率30％以上の圧
下を加えて所定寸法の熱間圧延板を得る。この再
加熱はバツチ炉または連続炉を用いて行う。 ここで再加熱開始温度をその表面温度500℃以
上としたのは、材質上は再加熱開始温度の制約は
存在しないもののスラブ表面温度が500℃未満の
再加熱開始温度とした場合、経済性が低下してし
まうためである。 また再加熱温度を（β変態点−200℃）〜β変
態点のα＋β二相域とした理由は次の通りであ
る。 すなわち本発明では二次圧延スラブのα＋β域
温度での再加熱過程で一次圧延で蓄えられた材料
中の歪エネルギーをもとに再結晶がすすみ、組織
が均一化されることとなるが、（β変態点−200
℃）未満の温度ではこの効果がなく、一方、高温
のβ域温度への加熱ではβ域温度からの冷却にお
いて再びβα＋β変態点近傍温度で徐冷される
こととなり、旧β粒界にネツトワーク状の粗大粒
界α晶が析出し組織均一化の効果が失われてしま
うからである。 また上記温度範囲で30分以上保持するのは、保
持時間が30分未満の場合、再加熱時における再結
晶の進展が十分でなく、そのため二次圧延後の組
織均一性が低下するためである。 更にα＋β二相域の温度での加工率を全圧下率
30％以上と限定したのは、これ以下の全圧下率で
は圧延板の熱処理過程で組織が均一化されないか
らである。 〔実施例〕 第１表の成分表に示す代表的なα＋β型チタン
合金であるTi−６％Al−４％Ｖ合金（β変態点
は1000℃）の550mm鋳塊を、1050℃に加熱後120mm
厚さに熱間鍛造してスラブを作成した。そしてこ
のスラブを1050〜700℃に加熱後、950〜600℃の
温度範囲で一次及び二次熱間圧延を行い、36mm厚
さの圧延板に仕上げた。熱処理材（955℃×1.5hr
→W.Q.＋538℃×6hr→A.C.）の機機的性質は板
厚中心より行平部６mm〓、G.L.35mmの引張試験片
をｌ方向に採取して調整した。ここで熱処理は
125mml×100mmw×12.5ｍtの試験片で行つた。又、
α＋β型チタン合金の組織はマクロ的な不均一性
が問題となる。そこで組織の均一性は熱処理材の
LZ面におけるα晶の平均粒径（30粒の平均）を
100ケ所につき測定し、この標準偏差を各圧延条
件で比較することにより評価した。 第２表に加熱及び再加熱条件と一次及び二次圧
延の条件を示す。また、これにより得られたチタ
ン合金板機械的性質を同表に示す。 本発明で限定する一次、二次両圧延条件を満足
する場合、熱間圧延後の機械的性質（特に延性）
と組織均一性が大幅に改善されることが認められ
る。しかし、一次、二次圧延条件のうち、いずれ
か一方のみを満足する圧延条件の場合、十分な機
械的性質と組織均一性が得られていない。又、二
次圧延で十分な加熱保持時間をとる場合、従来の
一次圧延材を室温より再加熱開始する方法を変更
し、一次圧延材を高温よりそのまま再加熱し二次
圧延を行う方法を採用しても機械的性質及び組織
の劣化は何ら認められない。 なお、本発明の実施例としてTi−６％Al−４
％Ｖ合金を取りあげたが、α＋β型チタン合金で
あるTi−６％Al−６％Ｖ−２％Sn等のチタン合
金においても、本発明の適用により同様の効果が
確認され、本発明はα＋β型チタン合金全般に適
用可能である。又、本発明は熱間圧延板の製造に
おいて見い出されたが、素材としてブルーム又は
ビレツトを用い熱間加工プロセスとして熱間圧延
あるいは鍛造により丸棒等を製造しても、本発明
の熱間加工条件を遵守する限り、熱間圧延板にお
けると同様、組織の均一性に優れ、機械的性質の
改善された製品を製造し得る。
【表】
【表】
Claims (1)
- １ α＋β型チタン合金スラブをα＋β二相域の
温度に加熱し、この温度域で全圧下率30％以上の
圧下を加える一次圧延を行い、圧延終了後表面温
度が500℃以上から（β変態点−200℃）〜β変態
点の温度に再加熱し、この温度域で30分以上保持
した後、α＋β二相域の温度で全圧下率30％以上
の二次圧延を行うことを特徴とするα＋β型チタ
ン合金板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9552285A JPS61253354A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | α＋β型チタン合金板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9552285A JPS61253354A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | α＋β型チタン合金板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253354A JPS61253354A (ja) | 1986-11-11 |
| JPS634914B2 true JPS634914B2 (ja) | 1988-02-01 |
Family
ID=14139894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9552285A Granted JPS61253354A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | α＋β型チタン合金板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61253354A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109590330A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-09 | 宝钛集团有限公司 | 一种tc4eli钛合金宽幅厚板的轧制方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01156456A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | Nippon Steel Corp | チタンインゴツトの熱間加工方法 |
| JPH03193850A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Nippon Steel Corp | 微細針状組織をなすチタンおよびチタン合金の製造方法 |
-
1985
- 1985-05-07 JP JP9552285A patent/JPS61253354A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109590330A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-09 | 宝钛集团有限公司 | 一种tc4eli钛合金宽幅厚板的轧制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61253354A (ja) | 1986-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |