JPH0356651A - β型チタン合金の熱処理方法 - Google Patents

β型チタン合金の熱処理方法

Info

Publication number
JPH0356651A
JPH0356651A JP19023789A JP19023789A JPH0356651A JP H0356651 A JPH0356651 A JP H0356651A JP 19023789 A JP19023789 A JP 19023789A JP 19023789 A JP19023789 A JP 19023789A JP H0356651 A JPH0356651 A JP H0356651A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium alloy
heat treatment
type titanium
type
heating
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.)
Pending
Application number
JP19023789A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Takatori
英男 高取
Tsuyoshi Masuda
剛志 増田
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.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mining Co 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 Nippon Mining Co Ltd filed Critical Nippon Mining Co Ltd
Priority to JP19023789A priority Critical patent/JPH0356651A/ja
Publication of JPH0356651A publication Critical patent/JPH0356651A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、β型チタン合金の製造方法に関するものであ
り、特には、均一微細な結晶粒を持つ圧延コイルを製造
することを目的とした熱処理方法に関するものである. 〔従来の技術〕 チタン及びチタン合金は、その優れた比強度、耐食性、
耐熱性を保有しているために宇宙航空機材料、各種化学
プラント、海水淡水化装置等に広く用いられている.チ
タン合金としては、従来Ti−6AIl−4V等に代表
されるα+β型合金が広く用いられてきたが,α+β型
合金は戊形性に乏しく、加工の多くを切削に頼らざるを
得す、最終製品に至るまでの歩留が低いという欠点を有
している。
そこで,α+β型合金に比較して冷間加工性に優れ,し
かも高強度が得られることから、析出硬化型のβ型合金
の利用が近年広がりつつある。
ここでいうβ型チタン合金とは、厳密に言えば準安定β
型チタン合金であり、β域からの急冷によって常温でも
β単一相となり、時効硬化性を持つ.これらには、Ti
−13V−11Cr−3Ajl,丁i−11 . 5N
o−4 . 5Sn−62r , Ti−1 5V−3
Cr−3Sn−31 , Ti−1 0V− 2Fe−
3AI!等が含まる. これらβ型チタン合金は、その優れた冷間加工性により
,冷間圧延による薄板の製造に適しており、この分野で
の新需要が期待されている.このため,この薄板製造に
際し,中間での軟化焼鈍、中間焼鈍、また、最終での溶
体化処理を連続で行なうことの必要性が高まっている。
〔発明が解決しようとする課題) 上記のβ型チタン合金の連続熱処理は,従来ステンレス
鋼の熱処理ラインを用い700〜850℃にて行なわれ
ている.この熱処理ラインは輻射方式により加熱され、
連続的に加熱冷却されるもので、これら合金材を変態点
以上に加熱し、析出物を析出しないままに冷却するとい
う点では,熱処理の必要条件を充たすものである. しかしながら、輻射方式の熱処理ラインは通常、100
0℃以上の温度が常用であり、β型チタン合金のように
かなり低温で熱処理を行なうものにとっては熱効率、材
料の得る温度分布の点から言って必ずしも望ましいもの
ではなかった.特に、β型チタン合金は、変態点を越え
ると、粒界の移動を防げるものがないため、結晶粒の成
長が激しく,従来の方式では、均一微細な結晶粒を得る
安定した工程を設計することが困難であった。このよう
な熱処理により得られる材質は、不均一な結晶粒からく
る或形性の不均一さ、機械的性質、特に破断伸びの不均
一さが問題となっていた. 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、β型チ
タン合金の軟化焼鈍,中間焼鈍、溶体化処理を連続的に
,かつ高熱効率でより均一な温度分布で行なうことがで
きる熱処理方法を提供することを目的とする. 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは上記の目的を達成するために,β型チタン
合金の軟化焼鈍、中間焼鈍、溶体化処理を連続的に行な
う方法について、鋭意検討を加えた結果,連続熱処理に
強制対流式加熱冷却炉で処理することが熱効率、温度分
布の点から有利であることを見いだした. β型チタン合金の熱処理に必要な条件としては、以下の
ことが挙げられる. (1)変態点直上の温度に加熱保有できること、(2)
保持温度における温度分布のできるだけ良いこと、 (3)冷却速度が、析出物を析出させない十分な速さで
あること。
ここで言う強制対流式加熱冷却炉とは内部に対流式のフ
ァンを持ち、常用600〜800”C近辺の温度にて熱
処理を行なう炉のことである.このような炉は伸銅品や
アルミニウム合金の熱処理に多く用いられてきたもので
、従来のチタン材の熱処理に用いられてきた輻射式加熱
炉と比べると第4表に示すような特徴がある。
β型チタン合金の変態点は、700〜850℃の範囲に
あることが多く、この炉の常用温度範囲と所望の熱処理
温度域が一致する. 輻射式加熱炉は炉温が高いことがら、内部にファンが設
置できず、このため温度分布には制限が生じている.こ
の温度分布の影響はβ型チタン合金にとっては、以下の
理由で重要な因子となっている。
一つは、温度分布の悪いことにより材料全体の結晶粒径
のばらつきが大きくなり、材料の機械的性質等の特性に
ばらつきが生ずること。
β型チタン合金は、その変態点以上では、結晶粒界の移
動を妨げるものがなく,このため結晶粒径は温度が数度
変わるだけでかなりの変化を示す。
このため温度分布のばらつきは直接的に結晶粒径のばら
つきとなって現われる. また,β型チタン合金は、時効析出型合金であり、その
析出物は粒界に優先して現われるため結晶粒径は機械的
性質にかなり影響を与える。
もう一つは、温度分布の悪いことにより最低温度の部分
が変態点を越えるようにするには設定温度を高くせざる
を得す、平均結晶粒径が大きくなってしまう.このため
微細な結晶粒を得るには不利となる. また、輻射式加熱炉では熱効率は、設定温度と常温との
差に依存し、このβ型合金の求める温度域では効率が低
いのに対し、対流式ではこれはガスの流量に依存するた
め,β型合金の求める温度域でも効率は高い.このため
輻射式加熱炉では熱効率が強制対流式に比べると50%
程度になってしまう.このためエネルギー損失も大きく
、経済性からいっても強制対流式の方が有利である。ま
た、熱効率の良いことは昇降温ロスが少ないことにつな
がり、生産性の向上につながる.また微細結晶を持った
材料を作る際に必要な高速の昇温も有利である. さらに,β型合金の熱処理に必要な急速の冷却も強制対
流式方式では、輻射式に比へると容易である. 以上のような知見に基づいて本発明は,(α+β)→β
変態点が700〜850℃にあるチタン合金の連続熱処
理を対流式加熱冷却炉で処理することを特徴としている
. 本発明の対象となるβ型チタン合金は、(α+β)→β
変態点が700〜850℃に持つ析出硬化型のチタン合
金をさし、Ti−13V−11Cr−3AU , Ti
−1 1 . 5Mo−4 . 5Sn−6Zr , 
Ti−1 5V−3Cr−3Sn−3Aj2,Ti−1
0V−2Fe−3AM等が含まる.上記の対象とするも
のは、圧延コイルの連続熱処理で、温度範囲の正確な制
御を求められるものである.従って,中間焼鈍、軟化焼
鈍,溶体化処理、その他、700〜850℃の範囲で急
速冷却を必要とする熱処理をすべて含む。
〔実施例〕
次に、本発明に係る実施例について比較例と共に説明す
る. 実験に用いた供試材はTi−15V−3Cr−3Sn−
3Aj2合金の0.8+m厚み600ffl[の長さ1
000mの圧延コイルを用いた.これは熱間鍛造,皮剥
ぎ、熱間圧延、酸洗、傷取り、冷間圧延(冷間圧延率7
3%)により製造したもので、その化学或分を第1表に
、この状態での機械的性質を第2表に示す. このコイルを幅方向に2分割し、さらに長さ方向に4分
割した.幅方向に2分割したもののうち一方は輻射式加
熱炉を、もう一方を強制対流式加熱冷却炉を通板させた
.長さ方向に4分割したコイルは、それぞれ設定温度7
35℃、750℃,790℃、820℃にて通板した.
長手方向で通板速度は3 m/+sin, 5 @/w
in, 1 0+*/winの3種類に変化させた.こ
の通板速度はそれぞれ50℃,150℃、200℃/ 
s e cの加熱、冷却速度に対応する.こうして合計
24種類の熱処理材が得られた.これらの一覧を第3表
に示す.第1表 供試材の化学或分 (wt%) 第2表 冷間あがりでの機械的性質 第3表 サンプルの通板条件 この241T4の熱処理材のT断面の金属組jiaを光
学顕微鏡にて観察し,組織写真を1コイルにつき10箇
所撮影した。この写真を画漁解析装置にかけ結晶粒径を
測定した.また、この結晶粒怪劃定に際し,データの解
析を行ない標準偏差も求めた。
さらに、各コイルからサンプルを採取し、510℃X8
hrsの時効処理を施し、ビッカース硬さを求めた。硬
さは、50点求め、その平均値と標準偏差を求めた。こ
れらの結果を第4表に示す。
この実験の結果、輻射式加熱炉通板材に比へると強制対
流式加熱冷却炉通板材は,結晶粒径、硬さ、ともに平均
値自体はあまり変わらないが、標準偏差は明らかに小さ
くなっている. 輻射式加熱炉通板材では735℃での通板材でα相が残
留していた.これは溶体化処理としてのこの熱処理は不
適当であることを示している.したがって必然的に設定
温度を750℃以上にせざるを得す、これでは粒径の制
御が困難となる.また、このデータから判ることは、こ
の合金での熱処理温度は、結晶粒径に強い影響を与える
ことであり、本発明がこれらβ型チタン合金の熱処理と
して特に有効であることを示している.また、炉内での
材料の幅方向温度分布を熱電対にて通板中に測定した.
輻射式加熱炉内では、材料は±10℃の温度差があり、
強制対流式加熱冷却炉内では、温度差は±3℃に納まっ
ていた。この結果は、735℃通板材で輻射式加熱炉通
板材にα相が残留し、強制対流式加熱冷却炉通板材でβ
相のみとなっていた結果を裏づけでおり、このことから
強制対流方式による幅方向の温度分布を均一とする必要
があることが判る. さらに、通板速度についてみると、第1図に示すように
粒径の標準偏差及び硬さの標準偏差ともに3〜7m/w
inでは強制対流式加熱冷却炉材が輻射式加熱炉材に比
べて著しく良好な状態を示している. すなわち、輻射式加熱炉と強制対流式加熱冷却炉との炉
別の通板速度に対する粒径標準偏差値の比率(A)をと
ってみると、第1図から明らかなように強制対流式加熱
冷却炉の方が通板速度3〜7 m/minにおいて,よ
り均質で優れていろことが判った。また同様に硬さの漂
準偏差値の比率(B)においても強制対流式加熱冷却炉
の方が良好な結果が得られた. この結果から本発明の強制対流式加熱冷却炉を利用する
場合には通板速度3〜7 m/min即ち加熱、冷却速
度50〜150℃/秒が均質な材料で優れた機械的性質
を持つβ型チタン合金が得られることが判る. また、熱効率も強制対流式加熱冷却炉が、1 0 0 
k cail/mhr”c.輻射式加熱炉が50kd/
mhr”cと前者が有効性を示した。
〔発明の効果〕
本発明によれば,結晶粒径が均一なβ型チタン合金が連
続的に、かつ経済的に熱処理できるようになり、均質で
、良好な機械的性質を備え持ったβ型チタン合金圧延材
が得られる. したがって、本発明によれば均質な材質で優れた機械的
性質を持つ圧延コイルを経済的に製造できる効果がある
。
【図面の簡単な説明】
第1図は通板速度に対する標$偏差値の比率を表すグラ
フである。 代 理 人 阿 部 哲 朗 0 第 1 図 3 5 7 10 jJp llf” m/min

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(α+β)→β変態点が700〜850℃にある
    チタン合金の連続熱処理を対流式加熱冷却炉で処理する
    ことを特徴とするβ型チタン合金の熱処理方法。
  2. (2)対流式加熱冷却炉において熱処理中に、炉内を強
    制対流方式により幅方向の温度分布を均一にすることを
    特徴とする請求項第1項記載のβ型チタン合金の熱処理
    方法。
  3. (3)加熱、冷却速度を50〜150℃/秒の範囲とす
    ることを特徴とする請求項第2項記載のβ型チタン合金
    の熱処理方法。
JP19023789A 1989-07-21 1989-07-21 β型チタン合金の熱処理方法 Pending JPH0356651A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19023789A JPH0356651A (ja) 1989-07-21 1989-07-21 β型チタン合金の熱処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19023789A JPH0356651A (ja) 1989-07-21 1989-07-21 β型チタン合金の熱処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0356651A true JPH0356651A (ja) 1991-03-12

Family

ID=16254779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19023789A Pending JPH0356651A (ja) 1989-07-21 1989-07-21 β型チタン合金の熱処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0356651A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005177562A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気集塵ユニット

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51105908A (ja) * 1975-03-13 1976-09-20 Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd Kotainotairyureikyaku oyobi kanetsusochi
JPS526245A (en) * 1975-07-02 1977-01-18 Uben Otomo Experimental machine of horce racing and bicycle race
JPS61153486A (ja) * 1984-12-27 1986-07-12 ロザイ工業株式会社 連続熱処理炉

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51105908A (ja) * 1975-03-13 1976-09-20 Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd Kotainotairyureikyaku oyobi kanetsusochi
JPS526245A (en) * 1975-07-02 1977-01-18 Uben Otomo Experimental machine of horce racing and bicycle race
JPS61153486A (ja) * 1984-12-27 1986-07-12 ロザイ工業株式会社 連続熱処理炉

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005177562A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気集塵ユニット

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6734890B2 (ja) チタン合金を処理するための方法
CN101857950B (zh) 钽溅射靶
CN103025907A (zh) 高强度α/β加工钛的热拉伸矫直
CN112051294B (zh) 一种通过再结晶测定β单相区钛合金相变点温度的方法
CN111485138B (zh) 一种冷加工态钴基合金棒丝材的制备方法
US4358324A (en) Method of imparting a fine grain structure to aluminum alloys having precipitating constituents
US4832756A (en) Controlling distortion in processed beryllium copper alloys
JPS62284060A (ja) チタン合金熱延板の製造方法
US4528042A (en) Method for producing superplastic aluminum alloys
RU2691471C1 (ru) Способ изготовления листового проката из титанового сплава марки вт8
JPS61159564A (ja) 等軸細粒の(α+β)2相組織を有するチタン合金材の製造方法
EP0215908A1 (en) Controlling distortion in processed copper beryllium alloys
JP2004052008A (ja) チタン銅合金材及びその製造方法
RU2184795C2 (ru) Способ изготовления плоского профиля из циркониевых сплавов
JPS63130755A (ja) α+β型チタン合金の加工熱処理方法
JPS6130217A (ja) 高強度、高延性チタン合金線の製造方法
CN110462091B (zh) 生产铜镍锡合金的方法
JPS6144166A (ja) チタン合金板の製造方法
JPS62133051A (ja) α+β型チタン合金の製造方法
JPS63206457A (ja) α+β型チタン合金の加工熱処理方法
JPS61253354A (ja) α+β型チタン合金板の製造方法
JPS63230857A (ja) 超塑性加工用チタン合金板の製造方法
JPH0373623B2 (ja)
JPH02247361A (ja) アルミニウム合金の熱処理方法
JPS62228458A (ja) 熱間圧延ままで細粒再結晶組織を有する純Ti大径ビレツトの圧延方法