JPH0361341A - 加工性に優れた高強度チタン合金 - Google Patents

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、優れた加工性ならびに高強度を有し。

かつ比較的安価な添加元素で構成される。チタン合金に
関する。

〔従来技術〕

チタン合金は１強度が高く、軽量で、かつ耐食性に優れ
ている。そのため、これらの性質が要求される航空機用
材料、宇宙船用材料を中心に広範囲に使用されている。

また、チタン合金の上記性質は、自動車部品。

建築材料などの一般工業材分野にとっても大きな魅力で
あり、従来より注目されている。

従来開発されているチタン合金の中で最も一般的なもの
としては、Ｔｉ　−６Ａ／！−４Ｖが知られている。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のチタン合金においては、高強
度を得るためには、均一な等軸組織であることが必要と
される。かかる組織を得るためには、一般に９５０°Ｃ
という高温において、熱間鍛造、熱間圧延を行う必要が
ある。

しかし、一方、上記温度においては、変形抵抗が大きく
、必ずしも加工性が良いとは言えない。

また、従来のチタン合金は、Ｖなど高価な元素を用いて
いるため、コストが高い。

本発明はかかる従来の問題点に鑑み１加工性に優れ、高
強度、かつ安価なチタン合金を提供しようとするもので
ある。

〔課題の解決手段〕

本発明は９重量比で、／１３〜７％、Ｃｒ６〜１３％、
Ｆｅｌ〜４％を含有し、残部Ｔｉよりなることを特徴と
する加工性に優れた高強度チタン合金にある（第１発明
）。

本発明のチタン合金は、従来のＴｉ−６Ａ／！−４Ｖ合
金を基礎として、特に高価なＶに代わる元素を探索する
と共に、加工性及び高強度に優れた性質を具備させるべ
く検討を重ねて、達成されたものである。

つまり、従来のＶ元素に代わる元素としてＣｒを用いる
と共にＦｅを従来より多くすることにより安価になし、
また加工性を向上させたのである。

また、上記第１発明のを金ｍ威に、更にＳｎ０゜１〜５
％、Ｚｒ０．１〜５％、Ｓｉ０．１〜１゜５％の１種又
は２種以上を添加することにより。

−層耐熱強度を向上させることができる（第２発明）。

次に、上記発明における成分限定理由につき説明する。

Ａｌ２　：　３〜７％ Ａｌは、α相に固溶して、α相を強化する元素である。

そして、チタン合金の強度を確保するためには、３％以
上添加する必要がある。一方、７％を越えると金属間化
合物が析出し、脆化を生ずるおそれがある。

Ｃｒ：６〜１３％ Ｃｒは、主としてβ相に固溶して、β相を強化する。そ
して９強度を確保するためには、６％以上を添加する必
要がある。一方、１３％を越えると金属間化合物が析出
し、脆化を生ずるおそれがある。

Ｆｅｅｌ〜４％ Ｆｅは、主としてβ相に固溶して、β相を強化する。

そして９強度を確保するためには、１％以上添加する必
要がある。一方、４％を越えると、材料を脆弱にするお
それがある。

Ｓｎ：０．１〜５％ Ｓｎは、チタン合金の耐熱強度を向上させる効果を有す
る。また、Ｓｎは、Ｔｉ素地中に固溶し。

合金の強度を上昇させる作用がある。しかし、０゜１％
未満ではその作用が顕著に認められない、−方、５％を
越えると伸び、絞りが低くなる。

Ｚｒ：０．１〜５％ Ｚｒは耐熱強度を向上させる効果を有する。また、Ｚｒ
はチタン素地中に固溶し９合金の強度を上昇させる作用
がある。しかし、０．１％未満ではその作用が顕著に認
められない、一方、５％を越えると、伸び、絞りが低く
なり、また高価なためコスト高となる。

Ｓｉ：０．１〜１．５％ Ｓｔは、チタン合金の耐熱強度を向上させる効果を有す
る。

また、Ｓｉは微量添加により強度を上昇させる作用があ
る。しかし、０．１％未満ではその作用が顕著に認めら
れない、一方、１．５％を越えると固溶範囲を越えるた
め加工性が損なわれる。

しかして、上記Ｓ０．Ｚｒ、Ｓｉは、その１種又は２種
以上を上記範囲において添加する。

〔作用及び効果〕

第１発明によれば、引張強度１０５　ｋｇ　ｆ　／ｗａ
”以上、伸び１０％以上、熱間加工性を示す変形抵抗（
後記）　１９　ｋｇ　ｆ　７ｗ”以下で、かつ安価なチ
タン合金を得ることができる。

また、第２発明によれば、第１発明の効果の外史に耐熱
強度に優れたチタン合金を得ることができる。

〔実施例〕

本発明にかかる種々のチタン合金を製造し、その引張強
さ、伸び、熱間加工性を測定した。各チタン合金の化学
成分を第１表に、また上記測定結果を第２表に示した。

第１表において、Ｎ［ＬＡ−Ｇは第１発明合金、漱Ｈ−
Ｌは第２発明合金を示す。また、同表において、Ｎｆｌ
Ｍ−Ｒは比較材を、Ｎａ３は従来材を示す。

上記の引張強さ（ｋｇ　ｆ　／ｍ”　）及び伸び（％）
は２次のようにして測定した。即ち、直径８０跡。

長さ３００ｍのチタン合金（ＶＦＲ溶解材）を。

９５０°Ｃで直径２０閣まで鍛伸し、平行部長さ６０＋
＋ａ、平行部直径１３ｅ＋＋の試験片に加工した。その
後、引張速度２ｍ／分、室温において、測定した。

また、熱間加工性は２次のようにして測定した。

即ち、上記と同様のチタン合金を、９５０°Ｃで直径２
０鵬まで鍛伸し、直径８−１長さ１２ｍの試験片に加工
した。その後、アルゴン雰囲気中で９５０　’Ｃまで３
℃／秒で加熱し、３００秒間保持後。

３０％の圧縮加工を施した。圧縮加工速度は１１００ｔ
／秒であった。そして、このときの変形抵抗を測定した
。

第１表及び第２表より知られるごとく、第１発明合金は
、いずれも１０５　ｋｇ　ｆ　／ｍ”以上の引張強さ、
１０％以上の伸びを示し、また１９ｋｇｆ／閣２以下の
変形抵抗を有している。

また、第２発明合金は、いずれも１１０ｋｇｆ７ｍｌ”
以上の高い引張強さ、１０％以上の伸び、１９ｋｇｆ／
閣２以下の変形抵抗を有している。

これに比して、比較材Ｍ及びＮは、Ａｊ！又はＣｒ量が
少ないため、共に引張強さが低い。また。

比較材０は、Ａｆｆｉ量が多いため、引張強さは非常に
高いが、伸びが著しく低い、また、変形抵抗が大きい。

また、比較材Ｐは、Ｆｅ量が少ないため、引張強さが低
い、また、比較材Ｑは、Ｃｒ量が多いため、引張強さは
高いものの伸びが著しく低い。また、比較材Ｒは、Ｆｅ
量が多いため、引張強さは大きいものの、伸びが低く、
また変形抵抗が大きい。

また、従来材Ｓは９本発明合金に比して引張強さが低く
、また変形抵抗が大きい、また、従来材は、高価なＶを
含有しているので、コスト高である。

また、上記第２発明合金（ＮＩＬＨ−Ｌ）は、Ｓｎ。

Ｚｒ、Ｓｔを１種又は２種以上添加したものは。

常温強度においても添加しないものに比べて高くなって
いた。これは、高温においても優れた強度を有すること
を示している。

上記より１本発明にかかるチタン合金は２強度。

伸び、熱間加工性にすぐれていることが分る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量比で、Ａｌ３〜７％、Ｃｒ６〜１３％、Ｆｅ
   １〜４％を含有し、残部Ｔｉよりなることを特徴とする
   加工性に優れた高強度チタン合金。
2. （２）重量比で、Ａｌ３〜７％、Ｃｒ６〜１３％、Ｆｅ
   １〜４％を含有し、かつＳｎ０．１〜５．０％、Ｚｒ０
   ．１〜５．０％、Ｓｉ０．１〜１．５％の１種又は２種
   以上を含有し、残部Ｔｉよりなることを特徴とする加工
   性に優れた高強度チタン合金。