JPWO2019194972A5 - - Google Patents
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様々な用途に広く使用されるチタン合金の１つのグループは、α／βチタン合金である。α／βチタン合金では、一次α粒子の分布及びサイズは直接的に耐クリープ性に影響を与え得る。シリコンを含むα／βチタン合金に関する研究の様々な公表された報告によれば、粒界でのシリサイドの析出は、耐クリープ性を更に改善することができるが、室温引張り延性を損失させる。シリコンの添加によって起こる室温引張り延性の減少は、添加することができるシリコンの量を、典型的には０．２（重量）％に制限する。
表１は、本開示によるチタン合金の非限定的な実施形態（「実験チタン合金Ｎｏ．１」及び「実験チタン合金Ｎｏ．２）、意図的なシリコン添加を含有しない比較チタン合金の実施形態、及び所定の従来のチタン合金の実施形態の元素組成、Ａｌｅｑ及びＭｏｅｑを収載する。理論に束縛されるものではないが、表１に収載される実験チタン合金Ｎｏ．１及び実験チタン合金Ｎｏ．２のシリコン含有量が、１以上のシリサイドフェーズの析出を促進する可能性があると考えられる。
最終の直径が３インチのビレットの検査は、均一な層状のアルファ／ベータ微細構造を明らかにした。図２（表１に収載される実験チタン合金Ｎｏ．１を示す）及び図３（表１に収載される比較チタン合金を示す）を参照すると、鍛造されＳＴＡ熱処理されたパンケ
ーキ試料から取り除かれた試料に関する金属組織学は、幾つかの一次α及び粒界αを有するウィドマンシュタッテン（Ｗｉｄｍａｎｓｔａｔｔｅｎ）αの微細なネットワークを明らかにした。特に、実験チタン合金Ｎｏ．１はシリサイド析出物（図２を参照されたい。図中、シリサイド析出物は「ｅ」と識別される）を含有したが、表１に収載される比較チタン合金はシリサイド析出物を含有しなかった（図３を参照されたい）。
ーキ試料から取り除かれた試料に関する金属組織学は、幾つかの一次α及び粒界αを有するウィドマンシュタッテン（Ｗｉｄｍａｎｓｔａｔｔｅｎ）αの微細なネットワークを明らかにした。特に、実験チタン合金Ｎｏ．１はシリサイド析出物（図２を参照されたい。図中、シリサイド析出物は「ｅ」と識別される）を含有したが、表１に収載される比較チタン合金はシリサイド析出物を含有しなかった（図３を参照されたい）。
８００°Ｆ（４２７℃）での表１の中の実験チタン合金Ｎｏ．２の高温引張り試験の結果及びクリープ試験の結果を表３に収載する。試験に先立って、合金を、図１～図３と関連して上に記載される実施形態で識別される熱処理、すなわち、８００℃で４時間に亘ってチタン合金を溶体化処理すること、該チタン合金を周囲温度まで水焼入れすること、６３５℃で８時間に亘って該チタン合金を時効させること、及び該チタン合金を空気冷却することに供した。図６を参照すると、ＳＴＡ熱処理した実験合金Ｎｏ．２の金属組織学は、シリサイドの析出物（「ｄ」と識別される１つの析出物）を明らかにした。理論に束縛されるものではないが、表１に収載される実験チタン合金Ｎｏ．２のシリコン含有量は、このシリサイドフェーズの析出を促進し得ると考えられる。
Claims (11)
- アルファ／ベータチタン合金であって、合金の総重量に基づく重量パーセントで、
５．５～６．５のアルミニウムと、
１．９～２．９のスズと、
１．８～３．０のジルコニウムと、
４．５～５．５のモリブデンと、
４．２～５．２のクロムと、
０．０８～０．１５の酸素と、
０．０３～０．２０のシリコンと、
０より大きく０．３０以下の鉄と、
０～０．０５の窒素と、
０～０．０５の炭素と、
０～０．０１５の水素と、
各々０から最大０．１のニオブ、タングステン、ハフニウム、ニッケル、ガリウム、アンチモン、バナジウム、タンタル、マンガン、コバルト及び銅と、
チタンと、
不純物と
からなり、そして
前記アルファ／ベータチタン合金は８．０～９．５のアルミニウム換算値を備え、かつ
シリサイド析出物を含む、
前記アルファ／ベータチタン合金。 - 合金の総重量に基づく重量パーセンテージで、
５．５～６．５のアルミニウムと、
２．２～２．６のスズと、
２．０～２．８のジルコニウムと、
４．８～５．２のモリブデンと、
４．５～４．９のクロムと、
０．０８～０．１３の酸素と、
０．０３～０．１１のシリコンと、
０より大きく０．２５以下の鉄と、
０～０．０５の窒素と、
０～０．０５の炭素と、
０～０．０１５の水素と、
各々０から最大０．１のニオブ、タングステン、ハフニウム、ニッケル、ガリウム、アンチモン、バナジウム、タンタル、マンガン、コバルト及び銅と、
チタンと、
不純物と
からなる、請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金。 - 合金の総重量に基づく重量パーセンテージで、
５．９～６．０のアルミニウムと、
２．３～２．５のスズと、
２．３～２．６のジルコニウムと、
４．９～５．１のモリブデンと、
４．５～４．８のクロムと、
０．０８～０．１３の酸素と、
０．０３～０．１０のシリコンと、
０より大きく０．０７以下の鉄と、
０～０．０５の窒素と、
０～０．０５の炭素と、
０～０．０１５の水素と、
各々０から最大０．１のニオブ、タングステン、ハフニウム、ニッケル、ガリウム、アンチモン、バナジウム、タンタル、マンガン、コバルト及び銅と、
チタンと、
不純物と
からなる、請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金。 - 前記アルファ／ベータチタン合金が、７．４～１２．８のモリブデン換算値を備え、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ－０９にしたがって測定して３１６℃で少なくとも１１０３ＭＰａ（１６０ｋｓｉ）の極限引張り強さを示す、請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金。
- 前記アルファ／ベータチタン合金は、７．４～１２．８のモリブデン換算値を備え、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ－０９にしたがって測定して３１６℃で少なくとも９６６ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）の降伏強さを示す、請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金。
- 前記アルファ／ベータチタン合金が、７．４～１２．８のモリブデン換算値を備える、、請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金。
- 前記アルファ／ベータチタン合金は、８．０～９．５のアルミニウム換算値及び７．４～１２．８のモリブデン換算値を備え、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ－０９にしたがって測定して３１６℃で少なくとも１１０３ＭＰａ（１６０ｋｓｉ）の極限引張り強さを示す、請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金。
- 前記アルファ／ベータチタン合金が、８．０～９．５のアルミニウム換算値及び７．４～１２．８のモリブデン換算値を備え、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ－０９にしたがって測定して３１６℃で少なくとも９６６ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）の降伏強さを示す、請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金。
- 前記アルファ／ベータチタン合金が８．０～９．５のアルミニウム換算値及び７．４～１２．８のモリブデン換算値を備える、請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金。
- 請求項１に記載のアルファ／ベータチタン合金を作る方法であって、
８００℃～８６０℃で４時間に亘り前記チタン合金を溶体化処理すること、
前記チタン合金を周囲温度まで冷却すること、
６２０℃～６５０℃で８時間に亘り前記チタン合金を時効すること、及び
前記チタン合金を空気冷却すること、
を含む、
前記方法。 - アルファ／ベータチタン合金を作る方法であって、
８００℃～８６０℃で４時間に亘りチタン合金を溶体化処理すること、ここで前記チタン合金が、
５．５～６．５のアルミニウムと、
１．９～２．９のスズと、
１．８～３．０のジルコニウムと、
４．５～５．５のモリブデンと、
４．２～５．２のクロムと、
０．０８～０．１５の酸素と、
０．０３～０．２０のシリコンと、
０より大きく０．３０以下の鉄と、
０～０．０５の窒素と、
０～０．０５の炭素と、
０～０．０１５の水素と、
各々０から最大０．１のニオブ、タングステン、ハフニウム、ニッケル、ガリウム、アンチモン、バナジウム、タンタル、マンガン、コバルト及び銅と、
チタンと、
不純物とからなり、そして８．０～９．５のアルミニウム換算値を備えている、
前記チタン合金を周囲温度まで冷却すること、
６２０℃～６５０℃で８時間に亘り、前記チタン合金を時効させること、及び
前記チタン合金を空気冷却すること、
を含み、
前記アルファ／ベータチタン合金はシリサイド析出物を含む、
前記方法。
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