JPH0135069B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0135069B2
JPH0135069B2 JP25857085A JP25857085A JPH0135069B2 JP H0135069 B2 JPH0135069 B2 JP H0135069B2 JP 25857085 A JP25857085 A JP 25857085A JP 25857085 A JP25857085 A JP 25857085A JP H0135069 B2 JPH0135069 B2 JP H0135069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
temperature
hot
cooling
mechanical properties
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.)
Expired
Application number
JP25857085A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62120468A (ja
Inventor
Chiaki Oochi
Hiroyoshi Suenaga
Hideo Sakuyama
Hideo Takatori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Kogyo KK
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nihon Kogyo KK
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Kogyo KK, Nippon Kokan Ltd filed Critical Nihon Kogyo KK
Priority to JP25857085A priority Critical patent/JPS62120468A/ja
Publication of JPS62120468A publication Critical patent/JPS62120468A/ja
Publication of JPH0135069B2 publication Critical patent/JPH0135069B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は強度、延性などの機械的性質に優れた
チタン合金材の製造方法に関する。 [従来の技術とその問題点] Ti−15V−3Cr−3Sn−3Al合金は高強度でかつ
冷間加工性に優れたβ型チタン合金として最近利
用が広がる傾向にある。これは、該チタン合金が
Ti−6Al−4V合金等のα+β型チタン合金と比
較して冷間加工性が大幅に優れ、冷間プレス等の
採用が可能で、加工工程の省力化を図り得るから
である。 しかしながら、上記Ti−15V−3Cr−3Sn−3Al
合金材(以下単に本合金材と称す)は、熱間加工
工程による製造が困難とされていた。それは、本
合金材の製造上、機械的性質及び組織の不均一性
がネツクとなり、熱間加工のみでは、十分な機械
的性質と組織の均一性を得るのが難しいとされて
いたからである。 そのため、本合金材は熱間加工性まま利用され
ることはほとんどなく、従来では一般に、熱間加
工工程−溶体化処理工程−冷間加工工程の3工程
により製造し、熱間加工工程後の冷間加工工程の
付加により、機械的性質の向上、機械的性質及び
組織の均一性向上を図つていた。しかし、この方
法では工程数が多いため製造が容易でなく生産
性、生産コストに問題があつた。 [問題点を解決するための手段] 本発明は上述したような従来の問題点を解消す
るため研究と実験を重ねて創案されたもので、そ
の目的とするところは、熱間加工工程のみによ
り、従来方法(熱間加工工程−溶体化処理工程−
冷間加工工程)による場合と同等の優れた機械的
性質及び組織を持つ本合金材を容易に製造できる
方法を提供することにある。 この目的を達成するため、本発明は、本合金材
の製造にあたり、特に熱間加工用素材(スラブ、
ビレツト等)の加熱温度と熱間加工条件を厳密に
制御して加工を行い、かつ熱間加工後厳密に制御
した急速冷却を行う方法としたものである。 すなわち本発明の特徴とするところは、V:14
〜16wt%、Cr:2.5〜3.5wt%、Sn:2.5〜3.5wt
%、Al:2.5〜3.5wt%、残部Ti及び不可避的不純
物からなるチタン合金材を製造するにあたり、熱
間加工用素材を900℃以上1050℃以下の温度に加
熱後加工を開始し、少くともβ変態点以上900℃
以下で加工率50%以上、かつそのうちβ変態点以
上850℃以下で加工率30%以上の加工を加え、ひ
き続いて同加工材をβ変態点以上の温度から400
℃以下の温度まで2℃/sec以上の冷却速度で冷
却することにある。 この方法により、冷間加工工程を付加すること
なく熱間加工工程だけで、従来法の熱間加工後冷
間加工を行つた場合と同様の優れた機械的性質と
同性質及び組織の均一性に優れたチタン合金材が
製造される。 また、本発明におけるチタン合金材には、酸素
を0.3%以下まで含有させてもよく、これにより
同合金材の強度をさらに増すことができる。 以下本発明を詳述する。 まず、本発明で製造目的とするチタン合金材
は、V:14〜16wt%、Cr:2.5〜3.5wt%、Sn:
2.5〜3.5wt%、Al:2.5〜3.5wt%、残部Ti及び不
可避的不純物からなるもので、真空アーク炉等で
溶製したインゴツトを、鍛造あるいは分塊加工す
ることにより熱間加工用素材を得る。本合金材は
また酸素を0.3%まで含有することができる。酸
素の添加により本合金材の強度を上昇させること
が可能であるが、0.3%を越えると冷間加工性
(冷間成形性)が著しく劣化する。即ち溶体化処
理(800℃×20min→水冷)において、酸素:0.3
%以下含有の場合密着曲げが可能であるが、0.3
%を越えると曲げ半径R=10tにおいても破断が
認められ実用上適用不可能である。 この熱間加工用素材を熱間加工するに際し、バ
ツチ炉又は連続炉で900℃以上1050℃以下の温度
に加熱した後加工を開始する。上記のように、熱
間加工用素材の加熱温度を制御することが本発明
のひとつの重要なポイントである。 本合金材は、通常熱間加工工程後、溶体化処
理、時効処理を施して使用されるが、時効処理時
に組織の不均一化が生じやすく、このことが本合
金材の機械的性質の不均一及び機械的性質の低下
を招く。これは、時効析出挙動の不均一に基くも
のであつて、端的には添加元素の偏析が主なる原
因である。 従来では熱間加工、溶体化処理、冷間加
工、溶体化処理、時効処理を経て最終製品と
しており、熱間加工工程に続き冷間加工工程を加
え、それぞれ加工後に溶体化処理工程(加工−再
結晶過程)を繰返す(計2回)ことにより、最終
製品の均質化を図つている。 これに対し、本発明は熱間加工用素材加熱温度
を一定条件に制御することにより、添加元素の均
質化、組織の均一化を図るもので、すなわちβ変
温域の900℃以上1050℃以下の温度に熱間加工用
素材を加熱することにより添加元素の拡散均質化
を得るものである。 ここで、熱間加工用素材の加熱温度の上限を
1050℃と限定したのは、これを越えた加熱温度と
した場合、β粒の粒成長が著しくなり、その結果
最終製品のβ粒の粗大化、不均一化を生じさせ、
機械的性質の低下を招くためである。 また、熱間加工用素材の加熱温度の下限を900
℃としたのは、これ未満の加熱では添加元素の拡
散均一化が不十分となり、最終製品の機械的性質
及び組織の不均一性の問題が生ずると共に、機械
的性質そのものの低下を招くからである。 なお本発明は、場合によれば熱間加工用素材を
上記温度条件で加熱後圧延を開始し、900℃以上
の再結晶域での加工を行うことによりβ結晶の再
結晶を図り、再結晶を通しての添加元素の均質化
をさらに図ることも可能である。 次いで本発明は、上記のように温度範囲に加熱
された熱間加工用素材を、少なくともβ変態点以
上900℃以下で加工率50%以上、かつそのうちβ
変態点以上850℃以下で加工率30%以上の熱間加
工を加え、β変態点以上の温度で加工を終了す
る。このように加工工程の厳密な制御を行うこと
が本発明のひとつの重要なポイントである。 従来法においては、熱間加工工程に続く冷間加
工工程で加工材に加工歪を与え、これに続く溶体
化処理工程での再結晶挙動を通してβ晶の均一微
細化及び添加元素の均質化、そして時効時の機械
的性質の改善を図つている。 本発明はこの発想を転換し、熱間加工そのもの
での低温域の加工率の制御で冷間加工と同様の効
果を与えるものであり、具体的な加工条件を上記
のように規定したのは、最終製品のβ粒の微細化
及び機械的性質の改善を図るには、未再結晶温度
域である900℃以下での加工率の制御が必要だか
らである。加工温度を含め加工仕上温度をβ変態
点以上と規定したのは、加工仕上温度がこれ未満
となると、熱間加工中に該加工により形成された
変形帯に不均一にα晶の析出を生じてしまい、次
工程の加速冷却によるα晶の析出防止の効果が失
われてしまうからである。 少なくともβ変態点以上900℃以下で50%以上
の加工率とし、かつβ変態点以上850℃以下で30
%以上の加工率とした場合にのみ、均一な圧延変
形組織となり熱間圧延後の溶体化組織、溶体化組
織も均一微細となる。その結果、これら熱処理材
の機械的性質及び均一性の向上を生じる。すなわ
ち加工率が小さい場合、熱間圧延後の溶体化熱処
理において、不均一な再結晶、回復組織となり、
この結果、続く時効熱処理における時効析出が不
均一となる。 次に上記のように熱間加工された加工材をひき
続き、β変態点以上の温度より、400℃以下の温
度まで2℃/sec以上の冷却速度で冷却する。こ
のように熱間加工後加速冷却を行うことが本発明
のひとつの特徴である。 本合金のβ変態点は730℃であり、熱間加工後
の冷却開始温度と冷却温度が不適切である場合に
は、熱間加工により形成された変形帯に不均一に
α晶の析出が生じ、この析出α晶の痕跡が次工程
の溶体化処理後および時効処理後も残存し、組織
や機械的性質の不均一化及び機械的性質の低下の
原因の一つとなる。 本発明は熱間加工後に加速冷却を採用すること
で、熱間加工後の空冷時のα晶析出を防止するも
のである。 冷却開始温度をβ変態点以上の温度と規定した
のは、冷却開始温度がβ変態点以下の場合、加工
終了から冷却開始までの間に、前工程の加工で形
成された変形域に不均一なα晶析出が生じ、加速
冷却によるα晶析出防止効果が失われてしまうか
らである。 冷却速度を2℃/sec以上と規定したのは、こ
れ未満の冷却速度では冷却途中でα晶の析出が生
じるためであり、冷却停止温度を400℃以下と規
定したのは、この温度を越えて冷却を停止する
と、冷却停止後室温までの空冷過程でα晶の析出
が生ずるためである。 なお、冷却停止温度の下限は、材質上からは特
に限定する必要はないが、工業的にはコスト上室
温が採用される。また、冷却温度の上限も材質上
からは特に限定の必要はないが、工業的に設備、
コスト上の制約から、その上限は50℃/sec程度
となる。 [実施例] 次に本発明の実施例を示す。 第1表は供試材の化学成分(wt%)を示す
もので、Ti−15V−3Cr−3Sn−3Al合金インゴ
ツトの直径は直径550mmである。
【表】 上記成分のインゴツトを1050℃に加熱した
後、100mmの厚さに鍛造し、熱間加工用素材を
得しめ、この熱間加工用素材を種々の熱間加工
条件、冷却条件をとつて加工し、それぞれの機
械的性質を調べた。その結果を第2表に示す。 なお、熱間加工は、上記熱間加工用素材より
試験片を析出し、該試験片を1100℃から875℃
の温度範囲に加熱後、仕上温度800℃から740℃
の温度範囲で実施した。仕上板厚は25mmと15mm
の2種とした。 熱間加工後の溶体化処理条件は、800℃×
20min→水冷であり、時効処理条件は、480℃
×14hr→空冷(STA1)、510℃×14hr→空冷
(STA2)の2条件とした。また、一部の材料
(第2表中No.24)について、比較のため、熱間
加工後、溶体化−冷間加工(L方向5%)を行
つてみた。 第2表中の各加工材の機械的性質は、板厚中
心より板厚7mm、平行部12.5mm、G.L.50mmの板
状引張試験片をL方向に各々加工条件で10本採
取して調査したデータである。また、同表中の
β粒径は、各々の加工条件について、LZ面
(圧延方向に平行な板厚断面)におけるβ粒径
を線分法で測定して求めた。
【表】
【表】 第2表から明らかなように、熱間加工用素材
を900℃以上1050℃以下の温度に加熱後加工を
開始し、少くともβ変態点以上900℃以下で加
工率50%以上、かつそのうちβ変態点以上850
℃以下で加工率30%以上とし、ひき続き同加工
材をβ変態点以上の温度から400℃以下まで2
℃/sec以上の冷却速度で冷却した場合(No.1
〜14)にのみ、STA1で強度135Kgf/mm2以上、
伸び5%以上、STA2で強度130Kgf/mm2以上、
伸び5%以上の優れた強度や延性値が得られて
いる。また、強度の標準偏差も0.3以下で、ば
らつきも小さい。 これらの機械的性質は、第2表中No.24の熱間
加工工程後、冷間加工工程を加えた従来法によ
る材料の機械的性質と同等である。これに対
し、熱間加工工程での加熱条件、加工率、仕上
温度などの加工条件及び冷却条件を本発明規定
外にした場合には、強度及び延性の両性質をバ
ランスよく得ることができず、強度のばらつき
も大きい。 [発明の効果] 以上説明した本発明によるときには、Ti−15V
−3Cr−3Sn−3Al合金材の製造において、特に該
合金の熱間加工用素材を加熱温度と加工条件を厳
密に制御して加工した後、所定条件で急速冷却を
行うことにより、熱間加工工程のみで容易に優れ
た機械的性質を有するこの種チタン合金材を製造
できるというすぐれた効果が得られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 V:14〜16wt%、Cr:2.5〜3.5wt%、Sn:
    2.5〜3.5wt%、Al:2.5〜3.5wt%、残部Ti及び不
    可避的不純物からなるチタン合金材を製造するに
    あたり、熱間加工用素材を900℃以上1050℃以下
    の温度に加熱後加工を開始し、少くともβ変態点
    以上900℃以下で加工率50%以上、かつそのうち
    β変態点以上850℃以下で加工率30%以上の加工
    を加え、ひき続いて同加工材をβ変態点以上の温
    度から400℃以下の温度まで2℃/sec以上の冷却
    速度で冷却することを特徴とする強度、延性に優
    れたチタン合金材の製造方法。 2 前記チタン合金材中に酸素0.3%以下を含有
    する特許請求の範囲第1項記載のチタン合金材の
    製造方法。
JP25857085A 1985-11-20 1985-11-20 強度、延性に優れたチタン合金材の製造方法 Granted JPS62120468A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25857085A JPS62120468A (ja) 1985-11-20 1985-11-20 強度、延性に優れたチタン合金材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25857085A JPS62120468A (ja) 1985-11-20 1985-11-20 強度、延性に優れたチタン合金材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62120468A JPS62120468A (ja) 1987-06-01
JPH0135069B2 true JPH0135069B2 (ja) 1989-07-24

Family

ID=17322076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25857085A Granted JPS62120468A (ja) 1985-11-20 1985-11-20 強度、延性に優れたチタン合金材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62120468A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02171476A (ja) * 1988-12-23 1990-07-03 Nissan Shatai Co Ltd 鍵材及びその製法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62120468A (ja) 1987-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0263503B1 (en) A method for producing beta type titanium alloy materials having excellent strength and elongation
JPH0686638B2 (ja) 加工性の優れた高強度Ti合金材及びその製造方法
JPS62267438A (ja) 低温での恒温鍛造が可能なTi合金材およびこれを用いたTi合金部材の製造法
US2821475A (en) Titanium base alloys
JPH0967622A (ja) 冷間圧造性の優れた高強度非調質ボルト用鋼線の製造方法
JP3769399B2 (ja) 冷間加工性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼線の安価製造方法
JPS6135249B2 (ja)
JPH05132745A (ja) 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法
JPH0135070B2 (ja)
JPH02310348A (ja) 組織の良好なα+β型チタン合金圧延棒および線の製造方法
JPS62120468A (ja) 強度、延性に優れたチタン合金材の製造方法
JPS634914B2 (ja)
JPS63270448A (ja) α型および準α型チタン合金板の製造方法
JPH11335803A (ja) nearβ型チタン合金コイルの製法
JPS6345356A (ja) α+β型チタン合金厚板の製造方法
JPS63206457A (ja) α+β型チタン合金の加工熱処理方法
TW202609069A (zh) 冷軋硬化鋼的製造方法
JPH0225553A (ja) α型およびニヤーα型チタン合金板の製造方法
CN120138537A (zh) 基于成分调控制备tc4 eli钛合金丝材的冷成型方法
JPS61217563A (ja) チタン合金の製造方法
KR20230095259A (ko) 미세 및 등축 결정립을 갖는 티타늄 박판의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 티타늄 박판
JPS59215450A (ja) Ti合金の熱間加工板および製造方法
JPH0517858A (ja) 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法
JPH0530884B2 (ja)
JPH0627309B2 (ja) 高強度、高延性β型チタン合金冷延板の製造方法