WO2017175499A1 - TiAl系金属間化合物焼結体及びTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法 - Google Patents

TiAl系金属間化合物焼結体及びTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法 Download PDF

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intermetallic compound
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powder
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研二 鈴木
新藤 健太郎
俊太郎 寺内
壽 北垣
和樹 花見
忠之 花田
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三菱重工航空エンジン株式会社
大阪冶金興業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a TiAl-based intermetallic compound sintered body and a method for producing a TiAl-based intermetallic compound sintered body.
  • TiAl-based intermetallic compounds are intermetallic compounds (alloys) composed of Ti (titanium) and Al (aluminum) bonded together, and are lightweight and have high strength at high temperatures. Applied to high temperature structural materials. TiAl-based intermetallic compounds are difficult to form by forging, casting, or the like due to their low spreadability, and may be formed by sintering. A sintered body of a TiAl-based intermetallic compound is formed, for example, by sintering a powder of a TiAl-based intermetallic compound as shown in Patent Document 1.
  • the sintered body of the TiAl-based intermetallic compound can have higher strength by increasing the sintered density when sintered. Therefore, higher sintering density is required.
  • the present invention provides a TiAl-based intermetallic compound sintered body having a high sintered density and high strength, and a method for producing a TiAl-based intermetallic compound sintered body having a high sintered density and high strength. Objective.
  • a manufacturing method of a TiAl-based intermetallic compound sintered body of the present disclosure includes a TiAl-based intermetallic compound in which Ti and Al are bonded and an additive metal.
  • a sintered powder body is sintered to produce a TiAl intermetallic compound sintered body, and the additive metal is Ni or Ni and Fe.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body can be made into a metal structure in which an additive metal phase is present at the grain boundary of the adjacent TiAl phase. Therefore, this method for producing a TiAl-based intermetallic compound sintered body can increase the sintered density and the strength.
  • the method of manufacturing the TiAl-based intermetallic compound sintered body includes a mixing step of mixing the TiAl-based powder body and a binder to obtain a mixture, and injection molding in which the mixture is formed into a molded body by a metal injection molding machine. It is preferable to include a step, a degreasing step for degreasing the molded body to produce a degreased body, and a sintering step for sintering the degreased body to produce the TiAl-based intermetallic compound sintered body. Since this TiAl-based intermetallic compound sintered body uses a metal powder injection molding method, it is possible to improve the shape accuracy while improving the sintering density.
  • the TiAl-based powder body preferably has a Ni content of 0.01 wt% or more and 1 wt% or less.
  • the additive metal phase can be appropriately present at the grain boundary of the adjacent TiAl phase, so that the sintered density can be appropriately improved.
  • the TiAl-based powder body preferably has a total amount of Ni and Fe of 0.01% by weight or more and 2% by weight or less.
  • the additive metal phase can be appropriately present at the grain boundary of the adjacent TiAl phase, so that the sintered density can be appropriately improved.
  • the TiAl-based powder body is preferably a mixture of a plurality of TiAl-based solid solution powders containing the TiAl-based intermetallic compound and the additive metal.
  • the additive metal phase can be appropriately present at the grain boundary of the adjacent TiAl phase, so that the sintered density can be appropriately improved.
  • the TiAl-based powder body is a mixture of a TiAl-based powder that is a powder of the TiAl-based intermetallic compound and an additive metal powder containing the additive metal. It is preferable.
  • the additive metal phase can be appropriately present at the grain boundary of the adjacent TiAl phase, so that the sintered density can be appropriately improved.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the present disclosure contains a TiAl-based intermetallic compound in which Ti and Al are bonded, and an additive metal that is Ni,
  • the Ni content is 0.01% by weight or more and 1% by weight or less of the whole. Since this TiAl-based intermetallic compound sintered body contains Ni in this compounding ratio with respect to the TiAl-based intermetallic compound, it is possible for the Ni phase to exist at the grain boundary of the TiAl phase of the sintered body. become. Therefore, the sintered density of the TiAl-based intermetallic compound sintered body is improved.
  • a TiAl-based intermetallic compound sintered body of the present disclosure includes a TiAl-based intermetallic compound in which Ti and Al are bonded, and an additive metal that is Ni and Fe.
  • the total content of Ni and Fe is 0.01% by weight or more and 2% by weight or less based on the total content. Since this TiAl-based intermetallic compound sintered body contains Ni and Fe in this compounding ratio with respect to the TiAl-based intermetallic compound, the NiFe phase must exist at the grain boundary of the TiAl phase of the sintered body. Is possible. Therefore, the sintered density of the TiAl-based intermetallic compound sintered body is improved.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body contains 20 to 80 wt% Ti, 20 to 80 wt% Al, and 0 to 30 wt% mixed metal,
  • the mixed metal preferably contains at least one of Nb, Cr, and Mn.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body has improved strength because the TiAl-based intermetallic compound has this blending ratio.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body a plurality of TiAl-based sintered powders containing the TiAl-based intermetallic compound and the additive metal are bonded, and the additive metal phase that is a metal phase of the additive metal is It is preferable that it exists between the adjacent TiAl-based sintered powders.
  • the additive metal phase since the additive metal phase is present at the grain boundary of the TiAl phase of the sintered body, the sintering density is more appropriately improved.
  • the sintered density of the TiAl-based intermetallic compound sintered body can be increased and the strength can be increased.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a sintered body manufacturing system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the powder manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view for explaining phases of the TiAl-based intermetallic compound sintered body according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining a manufacturing flow of the TiAl-based intermetallic compound sintered body by the sintered body manufacturing system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a table showing the sintered density of the example and the comparative example.
  • FIG. 6 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the comparative example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a sintered body manufacturing system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the powder manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view for
  • FIG. 7 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the comparative example.
  • FIG. 8 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the example.
  • FIG. 9 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the example.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the Ni content and the sintered density.
  • FIG. 11 is a table showing the sintered density of the example and the comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the example.
  • FIG. 14 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the example.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the Ni and Fe contents and the sintered density.
  • FIG. 16 is a table showing the sintered density of the example and the comparative example.
  • FIG. 17 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the comparative example.
  • FIG. 18 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a sintered body manufacturing system according to the first embodiment.
  • a sintered body manufacturing system 1 according to the first embodiment is a system for executing a method of manufacturing a sintered body of a TiAl-based intermetallic compound.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body is a sintered body mainly composed of a TiAl-based intermetallic compound (TiAl-based alloy).
  • the TiAl-based intermetallic compound in the present embodiment is a compound in which Ti (titanium) and Al (aluminum) are bonded (TiAl, Ti 3 Al, Al 3 Ti, etc.).
  • the TiAl-based intermetallic compound may be a solution in which a mixed metal M described later is dissolved in a TiAl phase that is a phase in which Ti and Al are bonded.
  • the sintered body manufacturing system 1 includes a powder manufacturing apparatus 10, a metal powder injection molding apparatus 20, a degreasing apparatus 30, and a sintering apparatus 40.
  • the sintered body manufacturing system 1 manufactures powder of TiAl-based intermetallic compound with a powder manufacturing apparatus 10, and metal powder injection molding with a binder by a metal powder injection molding apparatus 20, and metal powder injection with a sintering apparatus 40.
  • the formed compact is sintered to produce a TiAl-based intermetallic compound sintered body (TiAl-based intermetallic compound sintered body).
  • TiAl-based ingot A 1 is an ingot of the above-described TiAl-based intermetallic compound.
  • the TiAl-based ingot A 1 is obtained by dissolving an additive metal in the TiAl phase of a TiAl-based intermetallic compound.
  • the additive metal in the first embodiment is Ni (nickel).
  • TiAl-based ingot A 1 has a TiAl-based intermetallic compound content of 99 wt% or more and 99.99 wt% or less, and the content of Ni as an additive metal is 0.01 wt% or more and 1 wt% or less. It is. Further, the content of Ni as the additive metal is more preferably 0.2 wt% or more and 0.6 wt% or less.
  • the TiAl-based intermetallic compound in the TiAl-based ingot A 1 contains 20 to 80 wt% Ti, 20 to 80 wt% Al, and 0 to 30 wt% mixed metal M. That is, the TiAl-based ingot A 1 has a Ti content of 19.8 wt% or more and 79.992 wt% or less, and an Al content of 19.8 wt% or more and 79.992 wt% when viewed from all components including the added metal.
  • the mixed metal M is 0 wt% or more and 29.997 wt% or less.
  • the mixed metal M is in the form of a solid solution in the TiAl phase.
  • the mixed metal M is a metal other than Ti and Al, and contains at least one of Nb (niobium), Cr (chromium), and Mn (manganese), for example.
  • the TiAl-based ingot A 1 is an alloy lump in which Ni as an additive metal and mixed metal M are dissolved in the TiAl phase of the TiAl-based intermetallic compound.
  • the TiAl-based ingot A 1 is manufactured by melting and mixing pure metals (Ti, Al, Ni, mixed metal M) of each component and then cooling.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the powder manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • the powder manufacturing apparatus 10 includes a heating body 12 and a gas injection body 14.
  • Heating body 12 is a heating wire that is coiled around the TiAl-based ingot A 1.
  • Heating body 12 generates heat when current flows, melting the TiAl-based ingot A 1.
  • the molten TiAl-based ingot A 1 is dropped as a liquid TiAl-based melt A 2 in the vertical direction below the TiAl-based ingot A 1 .
  • the gas injection body 14 is an injection tube that allows an inert gas G (argon in the present embodiment) to flow inside and injects the inert gas G from an opening. Opening of the gas injection member 14, with respect to TiAl-based ingot A is located vertically below the 1, TiAl-based ingot A TiAl-based melt A 2 dripped downward in the vertical direction of 1, inert gas G is injected. The TiAl-based melt A 2 to which the inert gas G has been injected is cooled and solidified while being divided into a plurality of pieces, and becomes a plurality of TiAl-based solid solution powders B 1 .
  • the gas injection body 14 is plural, the number may be single and the number is arbitrary.
  • TiAl-based solid solution powder B 1 Since the TiAl-based solid solution powder B 1 is manufactured by melting and solidifying the TiAl-based ingot A 1 , the contained metal component is the same as that of the TiAl-based ingot A 1 . That, TiAl-based solid solution powder B 1 represents an alloy powder Ni and mixed metal M as an additive metal TiAl phase is a solid solution of TiAl-based intermetallic compound (particles). Then, TiAl-based solid solution powder B 1 represents the content ratio of the metal components is the same as the TiAl-based ingot A 1.
  • the particle size of the TiAl-based solid solution powder B 1 represents, 1 [mu] m or more 50 ⁇ m or less, more preferably 1 [mu] m or more 20 ⁇ m or less.
  • TiAl based solid solution powder B 1 represents a single powder (particle), a plurality of the aggregate of TiAl-based solid solution powder B 1, referred to as TiAl-based powder material B 2.
  • a metal powder injection molding apparatus 20 shown in FIG. 1 is an apparatus that performs metal powder injection molding (MIM).
  • the metal powder injection molding apparatus 20 manufactures a molded body D from the mixture C.
  • the mixture C is a mixture of the TiAl-based powder B 2 manufactured by the powder manufacturing apparatus 10 and a binder.
  • the binder is for joining the TiAl-based solid solution powder B 1 between the TiAl-based powder body B 2 is a resin having fluidity.
  • the mixture C is provided with fluidity and moldability by adding a binder.
  • the metal powder injection molding apparatus 20 injects the mixture C into the mold.
  • the mixture C injected into the mold forms a molded body D. Since the molded body D is provided with fluidity by adding a binder, the molded body D is maintained in a shape defined by the mold even when it is removed from the mold.
  • the degreasing device 30 is a device for degreasing the molded body D. Specifically, the degreasing apparatus 30 accommodates the molded body D taken out from the mold and heats the interior to a degreasing temperature, thereby removing (degreasing) the binder from the molded body D, and degreasing A field E is generated.
  • the degreasing temperature is a temperature equal to or higher than the temperature at which the binder is thermally decomposed.
  • Sintering device 40 houses a degreased body E therein, sintered by heating the interior sintering temperature, the brown body E sintering (a TiAl-based solid solution powder B 1 together in degreased body E ) To produce a TiAl-based intermetallic compound sintered body F.
  • the sintering temperature is a temperature at which the TiAl-based solid solution powders B 1 can be sintered with each other, for example, between 1400 ° C. and 1500 ° C.
  • the sintering apparatus 40 promotes sintering by maintaining the inside at a sintering temperature for a predetermined time (for example, 1 hour).
  • the sintering device 40 may be a device different from the degreasing device 30 or the same device as the degreasing device 30.
  • the sintering apparatus 40 is the same apparatus as the degreasing apparatus 30, the temperature is continuously raised to the sintering temperature without decreasing the temperature from the degreasing temperature.
  • TiAl-based intermetallic compound sintered body F is for the TiAl-based solid solution powder B 1 together in degreased body E is obtained by sintering, the same components as TiAl-based solid solution powder B 1, containing only the same ratio . That is, in the TiAl-based intermetallic compound sintered body F, the content of the TiAl-based intermetallic compound is 99% by weight or more and 99.99% by weight or less, and the content of Ni as the additive metal is 0.01% by weight. % To 1% by weight. Further, the content of Ni as the additive metal is more preferably 0.2 wt% or more and 0.6 wt% or less.
  • the TiAl intermetallic compound in the TiAl intermetallic compound sintered body F contains 20 to 80% by weight of Ti, 20 to 80% by weight of Al, and 0 to 30% by weight of the mixed metal M. To do. That is, in the TiAl-based intermetallic compound sintered body F, Ti is 19.8% by weight or more and 79.992% by weight or less and Al is 19.8% by weight or more when viewed from all the components including the added metal. 79.992% by weight or less, and the mixed metal M is 0% by weight or more and 29.997% by weight or less.
  • TiAl-based solid solution powder B 1 joined by sintering, and TiAl based sintered powder F1.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F is obtained by bonding (welding) a plurality of TiAl-based sintered powders F1 by forming a neck.
  • TiAl based solid solution powder B 1 represents, in TiAl-based intermetallic the compound (TiAl Aiuchi), Ni as an additive metal is solid-solved.
  • Ni as the additive metal is not dissolved in the TiAl-based intermetallic compound (in the TiAl phase), and the phase is divided into the TiAl phase and the additive metal phase (Ni phase).
  • the TiAl-based intermetallic compound (TiAl phase) in the TiAl-based intermetallic compound sintered body F contains Ti, Al, and the mixed metal M, and does not contain Ni.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining phases of the TiAl-based intermetallic compound sintered body according to the first embodiment.
  • the TiAl phase in the TiAl-based sintered powder F1 is referred to as TiAl phase F2
  • the additive metal phase (Ni phase) is referred to as additive metal phase F3.
  • the Ni phase (added metal phase F3) is between adjacent TiAl-based sintered powders F1 (grain boundaries), that is, TiAl phase F2 of one TiAl-based sintered powder F1 and adjacent thereto.
  • the Ni phase (added metal phase F3) exists around each of the plurality of TiAl-based intermetallic compounds (TiAl phase F2).
  • the sintered density of the TiAl-based intermetallic compound sintered body F is improved because the added metal phase F3 is present at the grain boundary between the adjacent TiAl phases F2.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining a manufacturing flow of the TiAl-based intermetallic compound sintered body by the sintered body manufacturing system according to the first embodiment.
  • the sintered body manufacturing system 1 first generates a plurality of TiAl-based solid solution powders B 1 (TiAl-based powder bodies B 2 ) from the TiAl-based ingot A 1 by the powder manufacturing apparatus 10. (Step S10).
  • the sintered body manufacturing system 1 After generating the TiAl-based solid solution powder B 1, the sintered body manufacturing system 1 generates a mixture C by mixing a TiAl-based powder body B 2 and a binder (step S12), the metal powder injection molding device 20 Thus, the mixture C is injection molded to form the molded body D (step S14). After molding the molded body D, the sintered body manufacturing system 1 generates the degreased body E by degreasing the molded body D by the degreasing apparatus 30 (step S16), and sinters the degreased body E by the sintering apparatus 40 Then, a TiAl-based intermetallic compound sintered body F is generated (step S18). By Step S18, the manufacturing process of the TiAl-based intermetallic compound sintered body is completed.
  • the manufacturing method of the TiAl-based intermetallic compound sintered body F executed by the sintered body manufacturing system 1 according to the present embodiment sinters the TiAl-based powder body B 2 to obtain the TiAl-based intermetallic compound.
  • a sintered body F is produced.
  • TiAl based powder body B 2 contains the additive metal and TiAl-based intermetallic compound Ti and Al are bonded.
  • the additive metal is Ni in the first embodiment.
  • the method for producing the TiAl-based intermetallic compound sintered body F sinters the TiAl-based powder body B 2 containing the TiAl-based intermetallic compound and the additive metal.
  • a metal structure in which the additive metal phase F3 exists at the grain boundary of the adjacent TiAl phase F2 can be obtained. Therefore, the manufacturing method of this TiAl-based intermetallic compound sintered body F can increase the sintering density and the strength.
  • the manufacturing method of the TiAl-based intermetallic compound sintered body F executed by the sintered body manufacturing system 1 includes a mixing step, an injection molding step, a degreasing step, and a sintering step.
  • Mixing step to obtain a mixture C by mixing a TiAl-based powder body B 2 and a binder.
  • the mixture C is formed into a molded body D by a metal powder injection molding machine (metal powder injection molding apparatus 20).
  • the degreasing step the molded body D is degreased to produce a degreased body E.
  • the degreased body E is sintered to produce a TiAl-based intermetallic compound sintered body F.
  • the manufacturing method of this TiAl type intermetallic compound sintered body F manufactures the TiAl type intermetallic compound sintered body F using a metal powder injection molding method.
  • a metal powder injection molding method it is necessary to sinter while maintaining the molded shape.
  • the sintering conditions for sintering while maintaining the molded shape are severe, such as a narrow sintering temperature range. ing. Therefore, when producing a sintered body of TiAl-based intermetallic compound by the metal powder injection molding method, the sintering conditions cannot be set appropriately, and it may be difficult to improve the sintered density while maintaining the molded shape. There is.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F can have a metal structure in which the additive metal phase F3 exists at the grain boundary of the adjacent TiAl phase F2. Therefore, the manufacturing method of the TiAl-based intermetallic compound sintered body F can improve the shape accuracy by the metal powder injection molding method while keeping the sintered density high.
  • the content of Ni is 1 wt% or less than 0.01 wt%.
  • the sintering apparatus 40 can appropriately cause the additive metal phase F3 to exist at the grain boundary of the adjacent TiAl phase F2. Therefore, the manufacturing method of this TiAl-based intermetallic compound sintered body F can improve the sintering density more appropriately.
  • TiAl-based powder block B 2 is obtained by mixing a plurality of TiAl-based solid solution powder B 1 containing the additive metal and TiAl-based intermetallic compound.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F is manufactured by using a TiAl-based solid solution powder B 1 used for sintering as a powder containing a TiAl-based intermetallic compound and an additive metal, so that TiAl of the sintered body is obtained.
  • the added metal phase F3 can be appropriately present at the grain boundary of the phase F2. Therefore, the manufacturing method of this TiAl-based intermetallic compound sintered body F can improve the sintering density more appropriately.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F includes a TiAl-based intermetallic compound in which Ti and Al are bonded and an additive metal that is Ni, and the content of Ni is 0.01 wt. % To 1% by weight. Since this TiAl-based intermetallic compound sintered body F contains Ni in this compounding ratio with respect to the TiAl-based intermetallic compound, the additive metal phase F3 is present at the grain boundary of the TiAl phase F2 of the sintered body. It becomes possible. Therefore, this TiAl-based intermetallic compound sintered body F can improve the sintering density more appropriately.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F contains 20 to 80% by weight of Ti, 20 to 80% by weight of Al, and 0 to 30% by weight of the mixed metal M,
  • the mixed metal M contains at least one of Nb, Cr, and Mn.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F has improved strength because the TiAl-based intermetallic compound has this blending ratio.
  • TiAl-based intermetallic compound sintered body F a plurality of TiAl-based sintered powders F1 containing a TiAl-based intermetallic compound and an additive metal are bonded, and the additive metal phase that is the metal phase of the additive metal is adjacent to the TiAl-based intermetallic compound sintered body F. Between the TiAl-based sintered powder F1. In this TiAl-based intermetallic compound sintered body F, since the additive metal phase F3 is present at the grain boundary of the TiAl phase F2 of the sintered body, the sintered density can be improved more appropriately.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that Ni and Fe (iron) are used as additive metals.
  • description of portions having the same configuration as that of the first embodiment is omitted.
  • the additive metals according to the second embodiment are Ni and Fe.
  • the content of the TiAl-based intermetallic compound is 98 wt% or more and 99.99 wt% or less
  • the total content of Ni and Fe as additive metals is 0. 0.01% by weight or more and 2% by weight or less.
  • Ni is contained in an amount of 0.01% by weight or more and less than 2% by weight, and more preferably 0.01% by weight or more and 1% by weight or less with respect to the total amount of Ni and Fe.
  • a TiAl-based intermetallic compound sintered body F is generated by the same method as in the first embodiment, using this TiAl-based ingot A 1 containing Ni and Fe as additive metals.
  • the content of the TiAl-based intermetallic compound is 98 wt% or more and 99.99 wt% or less, and the total content of Ni and Fe is 0. 0.01% by weight or more and 2% by weight or less.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to the second embodiment forms the same phase as in the first embodiment. That is, in the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to the second embodiment, the alloy phase of Ni and Fe (added metal phase F3) is between adjacent TiAl-based sintered powders F1 (grain boundaries), that is, It exists between the TiAl phase F2 of one TiAl-based sintered powder F1 and the TiAl phase F2 of the TiAl-based sintered powder F1 adjacent thereto. Accordingly, the sintered density of the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to the second embodiment is also improved because the added metal phase F3 is present at the grain boundary between the adjacent TiAl phases F2.
  • the total content of Ni and Fe is 0.01 wt% or more and 2 wt% or less.
  • the sintering apparatus 40 can appropriately cause the additive metal phase F3 to exist at the grain boundary of the adjacent TiAl phase F2. Therefore, the manufacturing method of the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to the second embodiment can also improve the sintering density more appropriately.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F includes a TiAl-based intermetallic compound in which Ti and Al are combined, and an additive metal that is Fe and Ni, and the total content of Fe and Ni is The total content is 0.01% by weight or more and 2% by weight or less. Since this TiAl-based intermetallic compound sintered body F contains Fe and Ni in this compounding ratio with respect to the TiAl-based intermetallic compound, the additive metal phase F3 is added to the grain boundary of the TiAl phase F2 of the sintered body. It becomes possible to exist. Therefore, this TiAl-based intermetallic compound sintered body F can improve the sintering density more appropriately.
  • the sintering density of the TiAl-based intermetallic compound sintered body F can be improved more appropriately by using Ni or Ni and Fe as the additive metal. Can do.
  • the TiAl-based powder body a mixture of a TiAl-based powder that is a powder of a TiAl-based intermetallic compound and an additive metal powder containing Ni as an additive metal is used. Different from the embodiment. In the third embodiment, description of portions having the same configuration as that of the first embodiment is omitted.
  • the powder manufacturing apparatus 10 manufactures a TiAl-based powder B 1 a from a TiAl-based ingot A 1 a.
  • TiAl-based ingot A 1 a does not contain Ni as an additive metal, but contains only a TiAl-based intermetallic compound.
  • the TiAl-based intermetallic compound here is Ti, Al, and mixed metal M as in the first embodiment, and the blending ratio is the same as in the first embodiment.
  • the TiAl-based powder B 1 a is a powder containing Ti, Al, and a mixed metal M, and has the same content ratio as the TiAl-based ingot A 1 a.
  • the particle size of the TiAl-based powder B 1 a is the same as TiAl-based solid solution powder B 1 of the first embodiment.
  • a plurality of TiAl-based powders B 1 a and a plurality of additive metal powders B 3 a are mixed to produce a TiAl-based powder body B 2 a.
  • the additive metal powder B 3 a is a Ni powder. That is, the TiAl-based powder body B 2 a has powders of two different components, that is, a TiAl-based intermetallic compound powder and a Ni powder that is an additive metal powder.
  • the content ratio of the TiAl-based intermetallic compound and Ni is the same as that of the TiAl-based powder body B 2 according to the first embodiment.
  • the particle size of the added metal powder B 3 a is the same range as TiAl-based powder B 1 a, and more preferably less than TiAl-based powder B 1 a.
  • the particle size of the additive metal powder B 3 a is preferably 0.01 times or more and 0.2 times or less that of the TiAl-based powder B 1 a.
  • the sintered body manufacturing system 1 according to the third embodiment generates the mixture C by mixing the TiAl-based powder body B 2a and the binder, and thereafter the sintered body manufacturing system 1 according to the third embodiment.
  • the process is the same as in the first embodiment, and the same TiAl-based intermetallic compound sintered body F as in the first embodiment is manufactured.
  • the TiAl-based powder body B 2 a according to the third embodiment includes a TiAl-based powder B 1 a that is a powder of a TiAl-based intermetallic compound, an additive metal powder B 3 a that contains Ni as an additive metal, and A mixture of a plurality of Even in such a case, the same TiAl-based intermetallic compound sintered body F as in the first embodiment can be manufactured. Therefore, the sintered body manufacturing system 1 according to the third embodiment is the first embodiment. Similar to the form, the sintered density can be appropriately improved.
  • the additive metal powder B 3 a may be Ni and Fe powder.
  • the additive metal powder B 3 a may be Ni powder and Fe powder, or may be an alloy powder of Ni and Fe.
  • the TiAl-based powder body B 2 a has the same content ratio of the TiAl-based intermetallic compound to Ni and Fe as the TiAl-based powder body B 2 according to the second embodiment. Further, the additive metal powder body B 2 a has the same content ratio of Ni and Fe as in the first embodiment.
  • the additive metal is Ni, or Ni and Fe.
  • the additive metal is only Fe, if the Fe content is 2% by weight or more, the sintered density is similarly reduced. Can be high.
  • the content of Fe is preferably 5% by weight or less in order to suppress a decrease in strength (creep strength) of the sintered body and a decrease in oxidation resistance.
  • FIG. 5 is a table showing the sintered density of the example and the comparative example.
  • 6 and 7 are diagrams of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the comparative example.
  • 8 and 9 are diagrams of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the example.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the Ni content and the sintered density.
  • a compact formed by a metal powder injection molding machine was degreased and then sintered at a sintering temperature of 1450 ° C. for 2 hours to produce a TiAl-based intermetallic compound sintered body F.
  • a compact formed by a metal powder injection molding machine is degreased in the same manner as in the examples, and then sintered at a sintering temperature of 1450 ° C. for 2 hours to obtain a TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to each example includes 30% by weight of Al, 14% by weight of Nb as the mixed metal M, and 0.7% by weight of Cr as the mixed metal M, The same applies to the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to each comparative example.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 1 does not contain both Fe and Ni. More specifically, in the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 1, the Fe content is less than 0.05% by weight and the Ni content is less than 0.01% by weight. Further, as shown in FIG. 5, the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 2 has a Fe content of less than 0.05% by weight and a Ni content of 1.05% by weight. . As shown in FIG. 5, the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to Example 1 contains only Ni as an additive metal, and the content of Ni is 0.2% by weight of the whole, The Fe content is less than 0.05% by weight.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to Example 2 contains only Ni as an additive metal, the Ni content is 0.6% by weight, and the Fe content is the whole. Of 0.05% by weight or less.
  • the method of the third embodiment that is, the manufacturing method of mixing TiAl-based powder B 1 a and additive metal powder B 3 a was applied.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 1 has a sintered density of 91% and has a large number of pores V as shown in FIG. 6.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 2 has a sintered density of 97%, and as shown in FIG. Colonies of A ⁇ -phase colony is a lump of a ⁇ -phase, and deteriorates the performance of a TiAl-based intermetallic compound sintered body having a lamellar structure.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to Example 1 has a sintered density of 98%, as shown in FIG. 5, has a small number of pores V, and has a ⁇ phase as shown in FIG. No colony has been generated.
  • the sintered TiAl-based intermetallic compound F according to Example 2 has a sintered density of 97%, and as shown in FIG. 9, there are few voids V and ⁇ -phase colonies. Neither has occurred.
  • FIG. 10 is a plot of the results of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F containing only Ni as an additive metal has a high sintering density when Ni is contained in an amount of 0.1 wt% or more and 1 wt% or less, Generation of ⁇ -phase colonies can be suppressed.
  • FIG. 11 is a table showing the sintered density of the example and the comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the comparative example.
  • 13 and 14 are diagrams of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the example.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the Ni and Fe contents and the sintered density.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 3 has a Ni content of 0.34% by weight and a Fe content of 1.79% by weight. That is, the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 3 has a total content of Ni and Fe of 2.13% by weight.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to Examples 3 and 4 has a Ni content of 0.17% by weight and a Fe content of 0.92% by weight. That is, in the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to Examples 3 and 4, the total content of Ni and Fe is 1.09% by weight.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 3 is the same method as in the third embodiment, and in Example 4, the method of the third embodiment, that is, the TiAl-based powder B 1 a and applying the method of mixing the additive metal powder B 3 a.
  • the method of the first embodiment that is, by applying the manufacturing method using the TiAl-based solid solution powder B 1 containing the additive metal and TiAl-based intermetallic compound.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 3 has a sintered density of 97%, as shown in FIG. Colonies of
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to Example 3 has a sintered density of 99%, as shown in FIG. 11, a small number of voids V, and a ⁇ phase, as shown in FIG. No colony has been generated.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to Example 4 has a sintered density of 97% as shown in FIG. 11, a small number of voids V and a ⁇ -phase colony as shown in FIG. Neither has occurred.
  • FIG. 15 is a plot of the results of Comparative Examples 1 and 3 and Examples 3 and 4.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F containing Ni and Fe as additive metals when the total amount of Ni and Fe is 0.1 wt% or more and 2 wt% or less of the whole, The sintered density is high, and the generation of ⁇ -phase colonies can be suppressed.
  • Example 3 and Example 4 even if the method of the third embodiment, that is, the production method of mixing the TiAl-based powder B 1 a and the additive metal powder B 3 a, it can be seen that the sintering density can be increased even by the method, that is, the production method using the TiAl-based solid solution powder B 1 containing the TiAl-based intermetallic compound and the additive metal.
  • FIG. 16 is a table showing the sintered density of the example and the comparative example.
  • FIG. 17 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the comparative example.
  • FIG. 18 is a diagram of the metal structure of the TiAl-based intermetallic compound sintered body of the example.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 4 has an Fe content of 1.08% by weight and an Ni content of less than 0.01% by weight.
  • the Fe content is 2.13 wt% and the Ni content is less than 0.01 wt%.
  • the sintering temperature is 1420 ° C.
  • Comparative Example 4 and Comparative Example 1 have the same conditions
  • Example 5 has the same conditions as Example 1.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body Fx according to Comparative Example 4 has a sintered density of 93% as shown in FIG. 16 and a large number of voids V as shown in FIG.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F according to Example 5 has a sintered density of 98%, as shown in FIG. No colony has been generated.
  • the TiAl-based intermetallic compound sintered body F can increase the sintering density when the content of Fe is 2 wt% or more when only Fe is used as the additive metal.

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Abstract

TiAl系金属間化合物焼結体の焼結密度を向上させる。TiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と添加金属とを含有するTiAl系粉末体を焼結して、TiAl系金属間化合物焼結体を生成する。添加金属は、Ni、又は、Ni及びFeである。

Description

TiAl系金属間化合物焼結体及びTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法
 本発明は、TiAl系金属間化合物焼結体及びTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法に関する。
 TiAl系金属間化合物は、Ti(チタン)とAl(アルミニウム)とが結合して構成される金属間化合物(合金)であり、軽量、かつ高温での強度が高いため、エンジンや航空宇宙機器の高温用構造材へ適用されている。TiAl系金属間化合物は、展延性が低いなどの理由により、鍛造や鋳造などによって成形することは困難であり、焼結によって成形されることがある。TiAl系金属間化合物の焼結体は、例えば特許文献1に示すように、TiAl系金属間化合物の粉末を焼結することによって成形される。
特開平3-243741号公報
 TiAl系金属間化合物の焼結体は、焼結した場合の焼結密度を高くすることで強度をより高くすることができる。そのため、焼結密度をより高くすることが求められる。
 従って、本発明は、焼結密度が高く、強度が高いTiAl系金属間化合物焼結体、及び焼結密度が高く、強度が高いTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と、添加金属とを含有するTiAl系粉末体を焼結して、TiAl系金属間化合物焼結体を生成し、前記添加金属は、Ni、又は、Ni及びFeである。このTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、TiAl系金属間化合物焼結体を、隣接するTiAl相の粒界に添加金属相が存在する金属組織とすることができる。従って、このTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、焼結密度を高くし、強度を高くすることができる。
 前記TiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、前記TiAl系粉末体とバインダとを混合して混合体を得る混合ステップと、前記混合体を金属射出成型機によって成形体に成形する射出成型ステップと、前記成形体を脱脂して脱脂体を生成する脱脂ステップと、前記脱脂体を焼結して前記TiAl系金属間化合物焼結体を生成する焼結ステップと、を有することが好ましい。このTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、金属粉末射出成型法を用いているため、焼結密度を向上させつつ、形状精度を向上させることができる。
 前記TiAl系金属間化合物焼結体の製造方法において、前記TiAl系粉末体は、Niの含有量が、0.01重量%以上1重量%以下であることが好ましい。このTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、隣接するTiAl相の粒界に添加金属相を適切に存在させることが可能になるため、焼結密度を適切に向上させることができる。
 前記TiAl系金属間化合物焼結体の製造方法において、前記TiAl系粉末体は、Ni及びFeの合計量が、0.01重量%以上2重量%以下であることが好ましい。このTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、隣接するTiAl相の粒界に添加金属相を適切に存在させることが可能になるため、焼結密度を適切に向上させることができる。
 前記TiAl系金属間化合物焼結体の製造方法において、前記TiAl系粉末体は、前記TiAl系金属間化合物と前記添加金属とを含有するTiAl系固溶粉末を複数混合したものであることが好ましい。このTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、隣接するTiAl相の粒界に添加金属相を適切に存在させることが可能になるため、焼結密度を適切に向上させることができる。
 前記TiAl系金属間化合物焼結体の製造方法において、前記TiAl系粉末体は、前記TiAl系金属間化合物の粉末であるTiAl系粉末と、前記添加金属を含有する添加金属粉末とを複数混合したものであることが好ましい。このTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法は、隣接するTiAl相の粒界に添加金属相を適切に存在させることが可能になるため、焼結密度を適切に向上させることができる。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のTiAl系金属間化合物焼結体は、Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と、Niである添加金属とを含有し、Niの含有量が、全体の0.01重量%以上1重量%以下である。このTiAl系金属間化合物焼結体は、TiAl系金属間化合物に対し、Niをこの配合比で含有しているため、焼結体のTiAl相の粒界にNi相を存在させることが可能となる。従って、このTiAl系金属間化合物焼結体は、焼結密度が向上する。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のTiAl系金属間化合物焼結体は、Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と、Ni及びFeである添加金属と、を含有し、Ni及びFeの合計含有量が、全体の0.01重量%以上2重量%以下である。このTiAl系金属間化合物焼結体は、TiAl系金属間化合物に対し、NiとFeとをこの配合比で含有しているため、焼結体のTiAl相の粒界にNiFe相を存在させることが可能となる。従って、このTiAl系金属間化合物焼結体は、焼結密度が向上する。
 前記TiAl系金属間化合物焼結体において、前記TiAl系金属間化合物は、20~80重量%のTiと、20~80重量%のAlと、0~30重量%の混合金属とを含有し、前記混合金属は、Nb、Cr、及びMnのうち少なくともいずれか一種を含有することが好ましい。このTiAl系金属間化合物焼結体は、TiAl系金属間化合物がこの配合比となっているため、強度が向上する。
 前記TiAl系金属間化合物焼結体は、前記TiAl系金属間化合物と前記添加金属とを含有する複数のTiAl系焼結粉末が結合しており、前記添加金属の金属相である添加金属相は、隣接する前記TiAl系焼結粉末の間に存在することが好ましい。このTiAl系金属間化合物焼結体は、焼結体のTiAl相の粒界に添加金属相が存在しているため、焼結密度がより適切に向上する。
 本発明によれば、TiAl系金属間化合物焼結体の焼結密度を高くし、強度を高くすることができる。
図1は、第1実施形態に係る焼結体製造システムの構成を示すブロック図である。 図2は、第1実施形態に係る粉末製造装置の構成を模式的に説明する説明図である。 図3は、第1実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体の相を説明する模式図である。 図4は、第1実施形態に係る焼結体製造システムによるTiAl系金属間化合物焼結体の製造フローを説明するフローチャートである。 図5は、実施例と比較例との焼結密度を示す表である。 図6は、比較例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。 図7は、比較例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。 図8は、実施例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。 図9は、実施例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。 図10は、Niの含有量と焼結密度との関係を示すグラフである。 図11は、実施例と比較例との焼結密度を示す表である。 図12は、比較例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。 図13は、実施例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。 図14は、実施例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。 図15は、Ni及びFeの含有量と焼結密度との関係を示すグラフである。 図16は、実施例と比較例との焼結密度を示す表である。 図17は、比較例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。 図18は、実施例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。
 以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
 (第1実施形態)
 図1は、第1実施形態に係る焼結体製造システムの構成を示すブロック図である。第1実施形態に係る焼結体製造システム1は、TiAl系金属間化合物の焼結体の製造方法を実行するためのシステムである。TiAl系金属間化合物焼結体とは、TiAl系金属間化合物(TiAl系合金)を主成分とする焼結体である。本実施形態におけるTiAl系金属間化合物とは、Ti(チタン)とAl(アルミニウム)とが結合した化合物(TiAl、TiAl、AlTi等)である。ただし、TiAl系金属間化合物は、TiとAlとが結合している相であるTiAl相に、後述する混合金属Mを固溶するものであってもよい。
 図1に示すように、焼結体製造システム1は、粉末製造装置10と、金属粉末射出成型装置20と、脱脂装置30と、焼結装置40とを有する。焼結体製造システム1は、粉末製造装置10によってTiAl系金属間化合物の粉末を製造し、金属粉末射出成型装置20によってその粉末をバインダと共に金属粉末射出成型し、焼結装置40によって金属粉末射出成型された成形体を焼結して、TiAl系金属間化合物の焼結体(TiAl系金属間化合物焼結体)を製造する。
 粉末製造装置10は、TiAl系インゴッドAから、TiAl系固溶粉末Bを製造する。TiAl系インゴッドAは、上述のTiAl系金属間化合物のインゴッドである。本実施形態におけるTiAl系インゴッドAは、TiAl系金属間化合物のTiAl相に、添加金属が固溶したものである。第1実施形態における添加金属は、Ni(ニッケル)である。TiAl系インゴッドAは、TiAl系金属間化合物の含有量が、99重量%以上99.99重量%以下であり、添加金属としてのNiの含有量が、0.01重量%以上1重量%以下である。また、添加金属としてのNiの含有量は、0.2重量%以上0.6重量%以下であることがより好ましい。
 TiAl系インゴッドA内のTiAl系金属間化合物は、20~80重量%のTiと、20~80重量%のAlと、0~30重量%の混合金属Mとを含有する。すなわち、TiAl系インゴッドAは、添加金属を含めた全成分から見た場合、Tiが19.8重量%以上79.992重量%以下であり、Alが19.8重量%以上79.992重量%であり、混合金属Mが0重量%以上29.997重量%以下である。TiAl系インゴッドA内のTiAl系金属間化合物は、混合金属Mを含有する場合は、混合金属MがTiAl相に固溶している形態となっている。混合金属Mは、Ti及びAl以外の金属であり、例えば、Nb(ニオブ)、Cr(クロム)、及びMn(マンガン)のうち少なくともいずれか一種を含有する。
 TiAl系インゴッドAは、以上説明したように、TiAl系金属間化合物のTiAl相に、添加金属としてのNi及び混合金属Mが固溶した合金の塊である。TiAl系インゴッドAは、各成分の純金属(Ti、Al、Ni、混合金属M)を溶融、混合させた後に冷却することで製造される。
 図2は、第1実施形態に係る粉末製造装置の構成を模式的に説明する説明図である。図2に示すように、粉末製造装置10は、加熱体12と、ガス噴射体14と、を有する。加熱体12は、TiAl系インゴッドAの周囲にコイル状に巻回される電熱線である。加熱体12は、電流が流されることで発熱し、TiAl系インゴッドAを溶融する。溶融したTiAl系インゴッドAは、液状のTiAl系溶融体Aとして、TiAl系インゴッドAの鉛直方向下方に滴下される。
 ガス噴射体14は、内部に不活性ガスG(本実施形態ではアルゴン)を導通させ、開口部から不活性ガスGを噴射させる噴射管である。ガス噴射体14の開口部は、TiAl系インゴッドAの鉛直方向の下方に位置しており、TiAl系インゴッドAの鉛直方向下方に滴下されたTiAl系溶融体Aに対し、不活性ガスGを噴射する。不活性ガスGが噴射されたTiAl系溶融体Aは、複数に分裂しつつ冷却固化され、複数のTiAl系固溶粉末Bとなる。なお、本実施形態においては、ガス噴射体14は複数であるが、単数であってもよく、その数は任意である。
 TiAl系固溶粉末Bは、TiAl系インゴッドAを溶融後、固化させて製造されるため、含有する金属成分が、TiAl系インゴッドAと同じである。すなわち、TiAl系固溶粉末Bは、TiAl系金属間化合物のTiAl相に添加金属としてのNi及び混合金属Mが固溶した合金の粉末(粒子)である。そして、TiAl系固溶粉末Bは、各金属成分の含有比が、TiAl系インゴッドAと同じである。TiAl系固溶粉末Bの粒径は、1μm以上50μm以下、より好ましくは1μm以上20μm以下である。本実施形態の説明では、1つの粉末(粒子1つ)を粉末と記載し、複数の粉末の集合体を、粉末体と記載する。TiAl系固溶粉末Bは1つの粉末(粒子)であり、複数のTiAl系固溶粉末Bの集合体を、TiAl系粉末体Bと記載する。
 図1に示す金属粉末射出成型装置20は、金属粉末射出成型(MIM:Metal Injection Molding)を行う装置である。金属粉末射出成型装置20は、混合体Cから、成形体Dを製造する。混合体Cは、粉末製造装置10によって製造されたTiAl系粉末体Bとバインダとを混合したものである。バインダは、TiAl系粉末体B中のTiAl系固溶粉末B同士を繋ぎ合わせるものであり、流動性を有する樹脂である。混合体Cは、バインダ添加により、流動性及び成形性が付与される。
 金属粉末射出成型装置20は、成形型内に混合体Cを射出する。成形型内に射出された混合体Cは、成形体Dを形成する。成形体Dは、バインダ添加により流動性が付与されているため、成形型から取り出されても、成形型によって規定される形状に維持される。
 脱脂装置30は、成形体Dを脱脂する装置である。具体的には、脱脂装置30は、成形型から取り出された成形体Dを内部に収納し、内部を脱脂温度に加温することにより、成形体Dからバインダを除去(脱脂)して、脱脂体Eを生成する。脱脂温度は、バインダが熱分解する温度以上の温度である。
 焼結装置40は、脱脂体Eを内部に収納し、内部を焼結温度に加温することにより、脱脂体Eを焼結(脱脂体E中のTiAl系固溶粉末B同士を焼結)して、TiAl系金属間化合物焼結体Fを生成する。焼結温度は、TiAl系固溶粉末B同士が焼結可能な温度であり、例えば1400℃から1500℃の間である。焼結装置40は、内部を焼結温度に所定時間(例えば1時間)保持することで、焼結を促進させる。なお、焼結装置40は、脱脂装置30と別の装置であってもよいし、脱脂装置30と同じ装置であってもよい。焼結装置40は、脱脂装置30と同じ装置である場合は、脱脂温度から温度を下げずに、連続的に焼結温度まで温度を上昇させる。
 TiAl系金属間化合物焼結体Fは、脱脂体E中のTiAl系固溶粉末B同士を焼結したものであるため、TiAl系固溶粉末Bと同じ成分を、同じ比率だけ含有する。すなわち、TiAl系金属間化合物焼結体Fは、TiAl系金属間化合物の含有量が、99重量%以上99.99重量%以下であり、添加金属としてのNiの含有量が、0.01重量%以上1重量%以下である。また、添加金属としてのNiの含有量は、0.2重量%以上0.6重量%以下であることがより好ましい。また、TiAl系金属間化合物焼結体F内のTiAl系金属間化合物は、20~80重量%のTiと、20~80重量%のAlと、0~30重量%の混合金属Mとを含有する。すなわち、TiAl系金属間化合物焼結体Fは、添加金属を含めた全成分から見た場合、Tiが19.8重量%以上79.992重量%以下であり、Alが19.8重量%以上79.992重量%以下であり、混合金属Mが0重量%以上29.997重量%以下である。
 ここで、焼結によって結合されたTiAl系固溶粉末Bを、TiAl系焼結粉末F1とする。TiAl系金属間化合物焼結体Fは、複数のTiAl系焼結粉末F1が、ネックを形成して結合(溶着)したものである。TiAl系固溶粉末Bは、TiAl系金属間化合物内(TiAl相内)に、添加金属としてのNiが固溶している。一方、TiAl系焼結粉末F1は、TiAl系金属間化合物内(TiAl相内)に、添加金属としてのNiが固溶しておらず、TiAl相と、添加金属相(Ni相)とに相が分離している。言い換えれば、TiAl系金属間化合物焼結体FにおけるTiAl系金属間化合物(TiAl相)は、TiとAlと混合金属Mとを含有しており、Niを含有していない。
 図3は、第1実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体の相を説明する模式図である。以下、TiAl系焼結粉末F1内のTiAl相をTiAl相F2とし、添加金属相(Ni相)を添加金属相F3とする。図3に示すように、Ni相(添加金属相F3)は、隣接するTiAl系焼結粉末F1の間(粒界)、すなわち、1つのTiAl系焼結粉末F1のTiAl相F2と、それに隣接するTiAl系焼結粉末F1のTiAl相F2との間に存在する。さらに言えば、Ni相(添加金属相F3)は、複数のTiAl系金属間化合物(TiAl相F2)のそれぞれの周囲に存在する。
 TiAl系金属間化合物焼結体Fは、添加金属相F3が、隣接するTiAl相F2間の粒界に存在しているため、焼結密度が向上する。
 以下、焼結体製造システム1によるTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造フローを説明する。図4は、第1実施形態に係る焼結体製造システムによるTiAl系金属間化合物焼結体の製造フローを説明するフローチャートである。図4に示すように、焼結体製造システム1は、最初に、粉末製造装置10により、TiAl系インゴッドAから複数のTiAl系固溶粉末B(TiAl系粉末体B)を生成する(ステップS10)。TiAl系固溶粉末Bを生成した後、焼結体製造システム1は、TiAl系粉末体Bとバインダとを混合して混合体Cを生成し(ステップS12)、金属粉末射出成型装置20により、混合体Cを射出成型して、成形体Dを成形する(ステップS14)。成形体Dを成形した後、焼結体製造システム1は、脱脂装置30により、成形体Dを脱脂して脱脂体Eを生成し(ステップS16)、焼結装置40により脱脂体Eを焼結して、TiAl系金属間化合物焼結体Fを生成する(ステップS18)。ステップS18により、TiAl系金属間化合物焼結体の製造処理は終了する。
 以上説明したように、本実施形態の焼結体製造システム1が実行するTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、TiAl系粉末体Bを焼結して、TiAl系金属間化合物焼結体Fを生成する。TiAl系粉末体Bは、Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と添加金属とを含有する。添加金属は、第1実施形態ではNiである。このTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、TiAl系金属間化合物と添加金属とを含有するTiAl系粉末体Bを焼結するため、TiAl系金属間化合物焼結体Fを、隣接するTiAl相F2の粒界に添加金属相F3が存在する金属組織とすることができる。従って、このTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、焼結密度を高くし、強度を高くすることができる。
 焼結体製造システム1が実行するTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、混合ステップと、射出成型ステップと、脱脂ステップと、焼結ステップとを有する。混合ステップは、TiAl系粉末体Bとバインダとを混合して混合体Cを得る。射出成型ステップは、混合体Cを金属粉末射出成型機(金属粉末射出成型装置20)によって成形体Dに成形する。脱脂ステップは、成形体Dを脱脂して脱脂体Eを生成する。焼結ステップは、脱脂体Eを焼結してTiAl系金属間化合物焼結体Fを生成する。このTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、金属粉末射出成型法を用いてTiAl系金属間化合物焼結体Fを製造する。金属粉末射出成型法を用いる場合、成形形状を維持しつつ焼結を行う必要がある。特にTiAl系金属間化合物の焼結体を金属粉末射出成型法で製造する場合は、焼結温度の幅が狭いなど、成形形状を維持しつつ焼結を行うための焼結条件がシビアとなっている。そのため、TiAl系金属間化合物の焼結体を金属粉末射出成型法で製造する場合、焼結条件を適切に設定できず、成形形状を維持しつつ焼結密度を向上させることが困難となるおそれがある。しかし、本実施形態によれば、TiAl系金属間化合物焼結体Fを、隣接するTiAl相F2の粒界に添加金属相F3が存在する金属組織とすることができる。そのため、このTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、焼結密度を高く保ちつつ、金属粉末射出成型法によって形状精度を向上させることが可能となる。
 TiAl系粉末体Bは、Niの含有量が、0.01重量%以上1重量%以下である。これにより、焼結装置40は、隣接するTiAl相F2の粒界に添加金属相F3を適切に存在させることが可能となる。従って、このTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、焼結密度をより適切に向上させることができる。
 また、TiAl系粉末体Bは、TiAl系金属間化合物と添加金属とを含有するTiAl系固溶粉末Bを複数混合したものである。このTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、焼結に用いるTiAl系固溶粉末BをTiAl系金属間化合物と添加金属とを含有する粉末とすることで、焼結体のTiAl相F2の粒界に添加金属相F3を適切に存在させることが可能となる。従って、このTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法は、焼結密度をより適切に向上させることができる。
 本実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物とNiである添加金属とを含有し、Niの含有量が、全体の0.01重量%以上1重量%以下である。このTiAl系金属間化合物焼結体Fは、TiAl系金属間化合物に対し、Niをこの配合比で含有しているため、焼結体のTiAl相F2の粒界に添加金属相F3を存在させることが可能となる。従って、このTiAl系金属間化合物焼結体Fは、焼結密度をより適切に向上させることができる。
 TiAl系金属間化合物焼結体Fは、TiAl系金属間化合物が、20~80重量%のTiと、20~80重量%のAlと、0~30重量%の混合金属Mとを含有し、混合金属Mは、Nb、Cr、及びMnのうち少なくともいずれか一種を含有する。このTiAl系金属間化合物焼結体Fは、TiAl系金属間化合物がこの配合比となっているため、強度が向上する。
 TiAl系金属間化合物焼結体Fは、TiAl系金属間化合物と添加金属とを含有する複数のTiAl系焼結粉末F1が結合しており、添加金属の金属相である添加金属相は、隣接するTiAl系焼結粉末F1の間に存在する。このTiAl系金属間化合物焼結体Fは、焼結体のTiAl相F2の粒界に添加金属相F3が存在しているため、焼結密度をより適切に向上させることができる。
 (第2実施形態)
 次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態においては、添加金属として、Ni及びFe(鉄)を用いる点で、第1実施形態とは異なる。第2実施形態において、第1実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
 第2実施形態に係る添加金属は、Ni及びFeである。第2実施形態に係るTiAl系インゴッドAは、TiAl系金属間化合物の含有量が、98重量%以上99.99重量%以下であり、添加金属としてのNi及びFeの合計含有量が、0.01重量%以上2重量%以下である。また、Niは、NiとFeとの合計量に対し、0.01重量%以上2重量%未満含有されており、0.01重量%以上1重量%以下含有されていることがより好ましい。
 第2実施形態においては、添加金属としてNi及びFeを含有するこのTiAl系インゴッドAを用いて、第1実施形態と同様の方法で、TiAl系金属間化合物焼結体Fを生成する。第2実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、TiAl系金属間化合物の含有量が、98重量%以上99.99重量%以下であり、Ni及びFeの合計含有量が、0.01重量%以上2重量%以下である。
 第2実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、第1実施形態と同様の相を形成する。すなわち、第2実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fにおいては、Ni及びFeの合金相(添加金属相F3)が、隣接するTiAl系焼結粉末F1の間(粒界)、すなわち、1つのTiAl系焼結粉末F1のTiAl相F2と、それに隣接するTiAl系焼結粉末F1のTiAl相F2との間に存在する。従って、第2実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fも、添加金属相F3が、隣接するTiAl相F2間の粒界に存在しているため、焼結密度が向上する。
 第2実施形態に係るTiAl系粉末体Bは、Ni及びFeの合計含有量が、0.01重量%以上2重量%以下である。これにより、焼結装置40は、隣接するTiAl相F2の粒界に添加金属相F3を適切に存在させることが可能となる。従って、第2実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fの製造方法も、焼結密度をより適切に向上させることができる。
 第2実施形態に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と、Fe及びNiである添加金属とを含有し、Fe及びNiの合計含有量が、全体の0.01重量%以上2重量%以下である。このTiAl系金属間化合物焼結体Fは、TiAl系金属間化合物に対し、Fe及びNiをこの配合比で含有しているため、焼結体のTiAl相F2の粒界に添加金属相F3を存在させることが可能となる。従って、このTiAl系金属間化合物焼結体Fは、焼結密度をより適切に向上させることができる。
 第1実施形態及び第2実施形態で示したように、添加金属としてNi、又は、Ni及びFeを用いることで、TiAl系金属間化合物焼結体Fの焼結密度をより適切に向上させることができる。
 (第3実施形態)
 次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態においては、TiAl系粉末体として、TiAl系金属間化合物の粉末であるTiAl系粉末と、添加金属としてNiを含有する添加金属粉末とを複数混合したものを用いる点で、第1実施形態とは異なる。第3実施形態において、第1実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
 第3実施形態に係る粉末製造装置10は、TiAl系インゴッドAaから、TiAl系粉末Baを製造する。TiAl系インゴッドAaは、添加金属としてのNiを含有せず、TiAl系金属間化合物のみを含有する。ここでのTiAl系金属間化合物は、第1実施形態と同様にTi、Al及び混合金属Mであり、配合比も第1実施形態と同じである。また、TiAl系粉末Baは、Ti、Al及び混合金属Mを含有する粉末であり、TiAl系インゴッドAaと同じ含有比である。また、TiAl系粉末Baの粒径は、第1実施形態のTiAl系固溶粉末Bと同じである。
 第3実施形態においては、複数のTiAl系粉末Baと、複数の添加金属粉末Baとを混合してTiAl系粉末体Baを生成する。添加金属粉末Baは、Niの粉末である。すなわち、TiAl系粉末体Baは、TiAl系金属間化合物の粉末と、添加金属粉末であるNiの粉末との、2種類の異なる成分の粉末を有している。TiAl系粉末体Baは、TiAl系金属間化合物とNiとの含有比が、第1実施形態に係るTiAl系粉末体Bと同様である。
 添加金属粉末Baの粒径は、TiAl系粉末Baと同様の範囲であるが、TiAl系粉末Baより小さいことがより好ましい。例えば、添加金属粉末Baの粒径は、TiAl系粉末Baの0.01倍以上0.2倍以下であることが好ましい。
 第3実施形態に係る焼結体製造システム1は、このTiAl系粉末体B2aとバインダとを混合して混合体Cを生成する、第3実施形態に係る焼結体製造システム1の以後の処理は、第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同じTiAl系金属間化合物焼結体Fを製造する。
 このように、第3実施形態に係るTiAl系粉末体Baは、TiAl系金属間化合物の粉末であるTiAl系粉末Baと、添加金属としてNiを含有する添加金属粉末Baとを複数混合したものである。このような場合においても、第1実施形態と同様のTiAl系金属間化合物焼結体Fを製造することが可能であるため、第3実施形態に係る焼結体製造システム1は、第1実施形態と同様に焼結密度を適切に向上させることができる。
 なお、第3実施形態に係る製造方法は、第2実施形態にも適用可能である。すなわち、添加金属粉末Baが、Ni及びFeの粉末であってもよい。この場合、添加金属粉末Baは、Niの粉末及びFeの粉末であってもよいし、NiとFeとの合金の粉末であってもよい。またこの場合、TiAl系粉末体Baは、TiAl系金属間化合物とNi及びFeとの含有比が、第2実施形態に係るTiAl系粉末体Bと同様である。また、添加金属粉末体Baは、NiとFeとの含有比も、第1実施形態と同じである。
 また、以上の説明では、添加金属はNi、又はNi及びFeであったが、添加金属がFeのみであっても、Feの含有量が2重量%以上であれば、同様に焼結密度を高くすることができる。なお、この場合、焼結体の強度(クリープ強度)の低下の抑制、及び耐酸化性の低下の抑制のためには、Feの含有量は全体の5重量%以下であることが好ましい。
 (実施例)
 次に、実施例について説明する。図5は、実施例と比較例との焼結密度を示す表である。図6及び図7は、比較例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。図8及び図9は、実施例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。図10は、Niの含有量と焼結密度との関係を示すグラフである。以下説明する各実施例では、金属粉末射出成型機で成形された成形体を脱脂後、焼結温度1450℃で2時間焼結して、TiAl系金属間化合物焼結体Fを製造した。以下説明する各比較例では、実施例と同様に金属粉末射出成型機で成形された成形体を脱脂後、焼結温度1450℃で2時間焼結して、TiAl系金属間化合物焼結体Fxを製造した。各実施例に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、Alを30重量%、混合金属MとしてのNbを14重量%、混合金属MとしてのCrを0.7重量%含むものであり、各比較例に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxも同様である。
 比較例1に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、Fe及びNiの両方を含有しない。より具体的には、比較例1に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、Feの含有量が0.05重量%より少なく、Niの含有量が0.01重量%より少ない。また、図5に示すように、比較例2に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、Feの含有量が0.05重量%より少なく、Niの含有量が1.05重量%である。図5に示すように、実施例1に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、添加金属としてNiだけを含有するものであり、Niの含有量は全体の0.2重量%であり、Feの含有量は全体の0.05重量%未満である。実施例2に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、添加金属としてNiだけを含有するものであり、Niの含有量は、全体の0.6重量%であり、Feの含有量は全体の0.05重量%以下である。また、比較例1、及び実施例1、2では、第3実施形態の方法、すなわち、TiAl系粉末Baと添加金属粉末Baとを混合する製法を適用した。
 比較例1に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、図5に示すように、焼結密度が91%であり、図6に示すように、空孔Vが多くなっている。比較例2に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、図5に示すように、焼結密度が97%であり、図7に示すように、空孔Vが多く、粒界にγ相のコロニーが発生している。γ相のコロニーは、γ相単体の塊であり、ラメラ構造をとるTiAl系金属間化合物焼結体の性能を悪化させるものである。
 一方、実施例1に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、図5に示すように、焼結密度が98%であり、図8に示すように、空孔Vが少なく、またγ相のコロニーも発生していない。実施例2に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、図5に示すように、焼結密度が97%であり、図9に示すように、空孔Vが少なく、またγ相のコロニーも発生していない。
 図10の横軸はNiの含有量であり、縦軸は焼結密度である。図10は、比較例1、2及び実施例1、2の結果をプロットしたものである。図10に示すように、添加金属としてNiだけを含有するTiAl系金属間化合物焼結体Fは、Niが全体の0.1重量%以上1重量%以下含有する場合、焼結密度が高く、γ相のコロニーの発生を抑制することができる。
 図11は、実施例と比較例との焼結密度を示す表である。図12は、比較例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。図13及び図14は、実施例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。図15は、Ni及びFeの含有量と焼結密度との関係を示すグラフである。
 図11に示すように、比較例3に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、Niの含有量が0.34重量%であり、Feの含有量が1.79重量%である。すなわち、比較例3に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、Ni及びFeの合計含有量が、2.13重量%である。また、実施例3及び4に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、Niの含有量が0.17重量%であり、Feの含有量が0.92重量%である。すなわち、実施例3及び4に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、Ni及びFeの合計含有量が、1.09重量%である。また、比較例3に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、第3実施形態と同様の方法、また、実施例4では、第3実施形態の方法、すなわち、TiAl系粉末Baと添加金属粉末Baとを混合する製法を適用した。一方、実施例3では、第1実施形態の方法、すなわち、TiAl系金属間化合物と添加金属とを含有するTiAl系固溶粉末Bを用いた製造方法を適用している。
 比較例3に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、図11に示すように、焼結密度が97%であり、図12に示すように、空孔Vが多く、粒界にγ相のコロニーが発生している。一方、実施例3に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、図11に示すように、焼結密度が99%であり、図13に示すように、空孔Vが少なく、またγ相のコロニーも発生していない。実施例4に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、図11に示すように、焼結密度が97%であり、図14に示すように、空孔Vが少なく、またγ相のコロニーも発生していない。
 図15の横軸はNi及びFeの合計含有量であり、縦軸は焼結密度である。図15は、比較例1、3及び実施例3、4の結果をプロットしたものである。図15に示すように、添加金属としてNi及びFeを含有するTiAl系金属間化合物焼結体Fは、Ni及びFeの合計量が全体の0.1重量%以上2重量%以下含有する場合、焼結密度が高く、γ相のコロニーの発生を抑制することができる。また、実施例3及び実施例4を参照すると、第3実施形態の方法、すなわち、TiAl系粉末Baと添加金属粉末Baとを混合する製法であっても、第1実施形態の方法、すなわち、TiAl系金属間化合物と添加金属とを含有するTiAl系固溶粉末Bを用いた製造方法であっても、焼結密度を高くすることができることが分かる。
 図16は、実施例と比較例との焼結密度を示す表である。図17は、比較例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。図18は、実施例のTiAl系金属間化合物焼結体の金属組織の図である。図16に示すように、比較例4に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、Feの含有量が1.08重量%であり、Niの含有量が0.01重量%より少ない。実施例5に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、Feの含有量が2.13重量%であり、Niの含有量が0.01重量%より少ない。比較例4及び実施例5では、焼結温度が1420℃である。その他については、比較例4と比較例1は同じ条件であり、実施例5は実施例1と同じ条件である。
 比較例4に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fxは、図16に示すように、焼結密度が93%であり、図17に示すように、空孔Vが多い。一方、実施例5に係るTiAl系金属間化合物焼結体Fは、図16に示すように、焼結密度が98%であり、図18に示すように、空孔Vが少なく、またγ相のコロニーも発生していない。
 このように、TiAl系金属間化合物焼結体Fは、Feのみを添加金属とした場合、Feの含有量が2重量%以上である場合に、焼結密度を高くすることができる。
 以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
 1 焼結体製造システム
 10 粉末製造装置
 20 金属粉末射出成型装置
 30 脱脂装置
 40 焼結装置
 A TiAl系インゴッド
 A TiAl系溶融体
 B TiAl系固溶粉末
 Ba TiAl系粉末
 B TiAl系粉末体
 Ba 添加金属粉末
 C 混合体
 D 成形体
 E 脱脂体
 F TiAl系金属間化合物焼結体
 F1 TiAl系焼結粉末
 F2 TiAl相
 F3 添加金属相

Claims (10)

  1.  Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と、添加金属とを含有するTiAl系粉末体を焼結して、TiAl系金属間化合物焼結体を生成し、
     前記添加金属は、Ni、又は、Ni及びFeである、TiAl系金属間化合物焼結体の製造方法。
  2.  前記TiAl系粉末体とバインダとを混合して混合体を得る混合ステップと、
     前記混合体を金属粉末射出成型機によって成形体に成形する射出成型ステップと、
     前記成形体を脱脂して脱脂体を生成する脱脂ステップと、
     前記脱脂体を焼結して前記TiAl系金属間化合物焼結体を生成する焼結ステップと、を有する、請求項1に記載のTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法。
  3.  前記TiAl系粉末体は、Niの含有量が、0.01重量%以上1重量%以下である、請求項1又は請求項2に記載のTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法。
  4.  前記TiAl系粉末体は、Ni及びFeの合計量が、0.01重量%以上2重量%以下である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法。
  5.  前記TiAl系粉末体は、前記TiAl系金属間化合物と前記添加金属とを含有するTiAl系固溶粉末を複数混合したものである、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法。
  6.  前記TiAl系粉末体は、前記TiAl系金属間化合物の粉末であるTiAl系粉末と、前記添加金属を含有する添加金属粉末とを複数混合したものである、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のTiAl系金属間化合物焼結体の製造方法。
  7.  Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と、Niである添加金属とを含有し、
     Niの含有量が、全体の0.01重量%以上1重量%以下である、TiAl系金属間化合物焼結体。
  8.  Ti及びAlが結合したTiAl系金属間化合物と、Ni及びFeである添加金属と、を含有し、
     Ni及びFeの合計含有量が、全体の0.01重量%以上2重量%以下である、TiAl系金属間化合物焼結体。
  9.  前記TiAl系金属間化合物は、20~80重量%のTiと、20~80重量%のAlと、0~30重量%の混合金属とを含有し、前記混合金属は、Nb、Cr、及びMnのうち少なくともいずれか一種を含有する、請求項7又は請求項8に記載のTiAl系金属間化合物焼結体。
  10.  前記TiAl系金属間化合物と前記添加金属とを含有する複数のTiAl系焼結粉末が結合しており、前記添加金属の金属相である添加金属相は、隣接する前記TiAl系焼結粉末の間に存在する、請求項7から請求項9のいずれか1項に記載のTiAl系金属間化合物焼結体。
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