JPH04124236A - 耐酸化性に優れたＴｉＡｌ系金属間化合物 - Google Patents
耐酸化性に優れたＴｉＡｌ系金属間化合物Info
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- JPH04124236A JPH04124236A JP2245645A JP24564590A JPH04124236A JP H04124236 A JPH04124236 A JP H04124236A JP 2245645 A JP2245645 A JP 2245645A JP 24564590 A JP24564590 A JP 24564590A JP H04124236 A JPH04124236 A JP H04124236A
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- Japan
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- intermetallic compound
- phase
- oxidation resistance
- balance
- oxidation
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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。
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、耐酸化性に優れたＴ
化合物に関する。
１Ａｊ２系金属間
〔従来の技術〕
チタニウムアルミナイド（ＴｉＡｌ系金属間他金属間化
合物温強度に優れた軽量材料であり、とくに内燃機関用
部品、具体的には吸・排気バルブやピストンピン等耐熱
部品への適用が期待されている。このような耐熱部品に
使用する場合、高強度の他に優れた耐酸化性が必要とな
る。
合物温強度に優れた軽量材料であり、とくに内燃機関用
部品、具体的には吸・排気バルブやピストンピン等耐熱
部品への適用が期待されている。このような耐熱部品に
使用する場合、高強度の他に優れた耐酸化性が必要とな
る。
一般にチタニウムアルミナイドの耐酸化性は十分ではな
いため、Ｓｉ、Ｙ等を添加して耐酸化性を改良すること
が試みられている（特公平１−２９８５８号公報、特開
平１−２５９１３号公報）。
いため、Ｓｉ、Ｙ等を添加して耐酸化性を改良すること
が試みられている（特公平１−２９８５８号公報、特開
平１−２５９１３号公報）。
しかしながら、他の合金元素の添加は、特定の性質の改
善をもたらす代りに、チタニウムアルミナイドの優れた
特性に影響を与えることもある。
善をもたらす代りに、チタニウムアルミナイドの優れた
特性に影響を与えることもある。
本発明は、合金元素を添加することなく、チタニウムア
ルミナイドの耐酸化性を改良することを目的とするもの
であり、チタニウムアルミナイドの金属組織と耐酸化性
との関連を検討した結果として開発されたものである。
ルミナイドの耐酸化性を改良することを目的とするもの
であり、チタニウムアルミナイドの金属組織と耐酸化性
との関連を検討した結果として開発されたものである。
〔課題を解決するための手段］
本発明に係る耐酸化性に優れたＴｉＡｆ系金属間化合物
は、Ａｎ！４０〜５０ａｔ％、残りＴｉ、またはＡ４２
４０〜５０ａｔ％、Ｍｎ０．１〜１０ａｔ％、残りＴｉ
からなり、平均結晶粒度５０μ以下でＴｉＡｌ相とＴｉ
、Ａｌ２相との層状組織を含むことを構成上の特徴とす
る。
は、Ａｎ！４０〜５０ａｔ％、残りＴｉ、またはＡ４２
４０〜５０ａｔ％、Ｍｎ０．１〜１０ａｔ％、残りＴｉ
からなり、平均結晶粒度５０μ以下でＴｉＡｌ相とＴｉ
、Ａｌ２相との層状組織を含むことを構成上の特徴とす
る。
本発明のチタニウムアルミナイドの製造は、従来の溶製
法、原料としてＴｉ粉末、Ａｌ粉末およびＡｌ−Ｍｎ合
金粉末を用いる反応焼結法のいずれによってもよいが、
微細な結晶粒が得易い反応焼結法によることが望ましい
。
法、原料としてＴｉ粉末、Ａｌ粉末およびＡｌ−Ｍｎ合
金粉末を用いる反応焼結法のいずれによってもよいが、
微細な結晶粒が得易い反応焼結法によることが望ましい
。
反応焼結法によれば、結晶粒が微細になるだけでなく、
ＴｉＡｊ２相とＴｉ３Ａｆ相との層状（ラメラ−）組織
からなる結晶粒とＴｉＡｌ単相からなる結晶粒とが混在
する金属組織となり、−層耐酸化性が向上する。平均結
晶粒度は５０４以下とするのが好ましく、５０屑を超え
ると十分な耐酸化性の向上がみられない。
ＴｉＡｊ２相とＴｉ３Ａｆ相との層状（ラメラ−）組織
からなる結晶粒とＴｉＡｌ単相からなる結晶粒とが混在
する金属組織となり、−層耐酸化性が向上する。平均結
晶粒度は５０４以下とするのが好ましく、５０屑を超え
ると十分な耐酸化性の向上がみられない。
チタニウムアルミナイドの組成は、Ａ１４０〜５０ａｔ
％、（２７，３〜３６ ｗｔ％）、残りＴｉ、またはＡ
ｎ４０〜５０ａｔ％、（２７，３〜３６ ｗｔ％１１、
Ｍｎ０．１〜１０ａｔ％（０，１４〜］、４．４ｉ＋ｔ
％）、残りＴｌからなり、Ａｆ４０ａｔ％未満ではＴｉ
３Ａｌ！の割合が多くなって、耐酸化性が劣化し、５０
ａｔ％を超えるとＴｉＡｆ単相となり易く延性が損なわ
れる。
％、（２７，３〜３６ ｗｔ％）、残りＴｉ、またはＡ
ｎ４０〜５０ａｔ％、（２７，３〜３６ ｗｔ％１１、
Ｍｎ０．１〜１０ａｔ％（０，１４〜］、４．４ｉ＋ｔ
％）、残りＴｌからなり、Ａｆ４０ａｔ％未満ではＴｉ
３Ａｌ！の割合が多くなって、耐酸化性が劣化し、５０
ａｔ％を超えるとＴｉＡｆ単相となり易く延性が損なわ
れる。
Ｍｎはチタニウムアルミナイドの強度等の優れた特性を
損わずに延性を改善する元素として知られているが（特
公昭６１−２１５号公報）、本発明の金属組織と耐酸化
性との関係はＭｎを含むチタニウムアルミナイドに対し
ても有効である。この場合、Ｍｎは延性改善の観点から
０．１〜１０ａｔ％が望ましい。
損わずに延性を改善する元素として知られているが（特
公昭６１−２１５号公報）、本発明の金属組織と耐酸化
性との関係はＭｎを含むチタニウムアルミナイドに対し
ても有効である。この場合、Ｍｎは延性改善の観点から
０．１〜１０ａｔ％が望ましい。
本発明によれば、微細な結晶粒の全部または１部が、Ｔ
ｉＡｆｆｉ相とＴ４ｓＡ＃相との微細層状（ラメラ−）
！織からなり、きわめて耐酸化性の優れたものとなる。
ｉＡｆｆｉ相とＴ４ｓＡ＃相との微細層状（ラメラ−）
！織からなり、きわめて耐酸化性の優れたものとなる。
〔実施例］
以下、本発明を実施例に基いて説明する。
実施例１、比較例１
Ｔｊ−３６ｗｔ％Ａｎ！ （Ｔ ｉ −５０ａｔ％Ａ１
！〕の組成になるように、Ｔｉ地金と／ｌ地金を配合し
、アーク溶解炉で溶解した。偏析がないように４回裏表
を返して溶解し、φ３０Ｘ１０ｍｍの鋳塊を得た。この
鋳塊のＸ線回折を行ったところ、ＴｉＡｌと少量のＴｌ
５ＡＩ！以外のものは検出されなかった。この鋳塊から
７Ｘ７Ｘ２０ａ＋ｍの試片を切り出し、耐酸化試験用試
片とした。平均結晶粒径は２００趨であった（比較例１
）。その後、１１００°Ｃ１ひずみ速度１０−”／ｓの
高温鍛造を行い、５０％の圧縮変形を加え、酸化試験用
試片とした。
！〕の組成になるように、Ｔｉ地金と／ｌ地金を配合し
、アーク溶解炉で溶解した。偏析がないように４回裏表
を返して溶解し、φ３０Ｘ１０ｍｍの鋳塊を得た。この
鋳塊のＸ線回折を行ったところ、ＴｉＡｌと少量のＴｌ
５ＡＩ！以外のものは検出されなかった。この鋳塊から
７Ｘ７Ｘ２０ａ＋ｍの試片を切り出し、耐酸化試験用試
片とした。平均結晶粒径は２００趨であった（比較例１
）。その後、１１００°Ｃ１ひずみ速度１０−”／ｓの
高温鍛造を行い、５０％の圧縮変形を加え、酸化試験用
試片とした。
平均結晶粒度は４４趨であった（実施例１）。
これらの試片を高純度アルミするつぼに入れ、大気中で
９００℃Ｘ６ｈｒおよび２４ｈｒの処理を行ない、酸化
増量を測定した。結果を第１表に示した。
９００℃Ｘ６ｈｒおよび２４ｈｒの処理を行ない、酸化
増量を測定した。結果を第１表に示した。
実施例２
Ｔｉ ３６ｗｔ％、１１の組成になるようにＴｉ粉末
（粒径７４ｎ以下）とＡｌ粉末（粒径７４！Ｉｍ以下）
を混合し、１９２■麟φ×３５０■ｍＬにＣＩＰし、外
径２０５關φのＡｌ缶に封入し、４５０°ＣＸ５ｂｒ、
１．３Ｘ１０−’Ｐａの条件で脱気した。
（粒径７４ｎ以下）とＡｌ粉末（粒径７４！Ｉｍ以下）
を混合し、１９２■麟φ×３５０■ｍＬにＣＩＰし、外
径２０５關φのＡｌ缶に封入し、４５０°ＣＸ５ｂｒ、
１．３Ｘ１０−’Ｐａの条件で脱気した。
Ａｌ缶ごと４００ ”Ｃで７０ｍｍφに押出し、目的形
状に切削した後、Ａｒガス雰囲気中、１３００°ＣＸ１
．Ｏｈｒの条件でＨＩＰを行い（ＨＩＰの昇温時にＴｉ
＋Ａｌ−＋ＴｉＡｌの反応が生じる）、チタニウムアル
ミナイドとした。このＨＩＰ材より、７Ｘ７Ｘ２０ｍｍ
の試片を切り出し、酸化試験用試片とした。平均結晶粒
径は２２ｎであった。
状に切削した後、Ａｒガス雰囲気中、１３００°ＣＸ１
．Ｏｈｒの条件でＨＩＰを行い（ＨＩＰの昇温時にＴｉ
＋Ａｌ−＋ＴｉＡｌの反応が生じる）、チタニウムアル
ミナイドとした。このＨＩＰ材より、７Ｘ７Ｘ２０ｍｍ
の試片を切り出し、酸化試験用試片とした。平均結晶粒
径は２２ｎであった。
酸化試験方法は、実施例１と同じとした。結果を第１表
に示した。
に示した。
実施例３
Ｔｉ−３３，５ｗｔ％Ａｌ ２．５ｗｔ％Ｍｎ （Ｔ
ｊ ４７．２ａｔ％Ａ、ｊ！−１，８ａｔ％Ｍｎ）の
組成になるようにＴｉ粉末（粒径７４ｎ以下）とＡｌ−
７ｗｔ％Ｍｎ合金粉末（粒径７４ｎ以下）を混合し、１
９２ｇ＋ｎφＸ３５０ｓｍＬにＣＩＰＬ、 外径２０５
１１＋ｌφのＡｌ缶に封入し、４５０°ＣＸ５ｈｒ、１
．３ＸＬＯ−’Ｐａの条件で脱気した。Ａｒ缶ごと３８
０′Ｃで７０ｅ＋ｍφに押出し、目的形状に切削した後
、Ａｒガス雰囲気中、１３００”ＣＸ １０ｈｒの条件
でＨＩＰを行い、チタニウムアルミナイドとした。
ｊ ４７．２ａｔ％Ａ、ｊ！−１，８ａｔ％Ｍｎ）の
組成になるようにＴｉ粉末（粒径７４ｎ以下）とＡｌ−
７ｗｔ％Ｍｎ合金粉末（粒径７４ｎ以下）を混合し、１
９２ｇ＋ｎφＸ３５０ｓｍＬにＣＩＰＬ、 外径２０５
１１＋ｌφのＡｌ缶に封入し、４５０°ＣＸ５ｈｒ、１
．３ＸＬＯ−’Ｐａの条件で脱気した。Ａｒ缶ごと３８
０′Ｃで７０ｅ＋ｍφに押出し、目的形状に切削した後
、Ａｒガス雰囲気中、１３００”ＣＸ １０ｈｒの条件
でＨＩＰを行い、チタニウムアルミナイドとした。
このＨＩＰ材より、７ｘ７Ｘ２０■錘の試片を切り出し
、酸化試験用試片とした。平均結晶粒径は１８鴻であっ
た。
、酸化試験用試片とした。平均結晶粒径は１８鴻であっ
た。
酸化試験方法は、実施例１と同じとした。結果を第１表
に示した。
に示した。
比較例２
比較例２として、比較例１と同じく溶解法によりＴｉ
３３．５ｗｔ％Ａｆｆｉ ＝２． ５ｗｔ％Ｍｎ （
Ｔｉ −４７，２ａｔ％Ａｌ−１，８ａｔ％Ｍｎ）の組
成の鋳塊を作製し、同様に試片を切り出し、酸化試験に
供した。
３３．５ｗｔ％Ａｆｆｉ ＝２． ５ｗｔ％Ｍｎ （
Ｔｉ −４７，２ａｔ％Ａｌ−１，８ａｔ％Ｍｎ）の組
成の鋳塊を作製し、同様に試片を切り出し、酸化試験に
供した。
酸化試験または実施例１と同じとした。結果を第１表に
示した。
示した。
比較例３
実施例３で作製したＴｊ−３３，５ｗｔ％Ａ１２、 ５
ｉｉｔ％を前記比較例１と同様の方法で溶解し２、鋳塊
とし、この鋳塊から試験片を切り出して酸化試験に供し
た。
ｉｉｔ％を前記比較例１と同様の方法で溶解し２、鋳塊
とし、この鋳塊から試験片を切り出して酸化試験に供し
た。
酸化試験方法は１、実施例１と同じとした。結果を第１
表に示した。
表に示した。
第１表から明らかなように、本発明による結晶粒が細か
く且つＴｉＡＡ相とＴｉ、Ａ／！相との層状組織からな
る結晶粒を含む実施例１〜３のチタニウムアルミナイド
は、酸化増量が少なく耐酸化性が優れていることが認め
られる。特に、反応焼結法により製造されたチタニウム
アルミナイドは、結晶粒がきわめて微細で、第１図に示
すようにＴｉＡｊ２相とＴｊ３Ａｌ相との層状組織から
なる結晶粒とＴｉＡｆ単相からなる結晶粒とが混在する
金属組織となり一層耐酸化性の優れたものとなる。
く且つＴｉＡＡ相とＴｉ、Ａ／！相との層状組織からな
る結晶粒を含む実施例１〜３のチタニウムアルミナイド
は、酸化増量が少なく耐酸化性が優れていることが認め
られる。特に、反応焼結法により製造されたチタニウム
アルミナイドは、結晶粒がきわめて微細で、第１図に示
すようにＴｉＡｊ２相とＴｊ３Ａｌ相との層状組織から
なる結晶粒とＴｉＡｆ単相からなる結晶粒とが混在する
金属組織となり一層耐酸化性の優れたものとなる。
以上のとおり、本発明によれば、軽量で高温強度に優れ
る等チタニウムアルミナイドの有する個有の特性を損う
ことなく、高度の耐酸化性を具有する。したがって、内
燃機関用吸・排気バルブ等に適したＴｉＡｌ１金属間化
合物が提供される。
る等チタニウムアルミナイドの有する個有の特性を損う
ことなく、高度の耐酸化性を具有する。したがって、内
燃機関用吸・排気バルブ等に適したＴｉＡｌ１金属間化
合物が提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は反応焼結法により製造したチタニウムアルミナ
イドの金属組織を示す顕微鏡写真である。
イドの金属組織を示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ａｌ４０〜５０ａｔ％、残りＴｉからなり、平均結
晶粒径５０μｍ以下でＴｉＡｌ相とＴｉ＿３Ａｌ相との
層状組織を含むことを特徴とする耐酸化性に優れたＴｉ
Ａｌ系金属間化合物。 ２、Ａｌ４０〜５０ａｔ％、Ｍｎ０．１〜１０ａｔ％、
残りＴｉからなる請求項１記載の耐酸化性に優れたＴｉ
Ａｌ系金属間化合物。 ３、反応焼結法により製造した請求項１又は２の耐酸化
性に優れたＴｉＡｌ系金属間化合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2245645A JPH04124236A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐酸化性に優れたＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2245645A JPH04124236A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐酸化性に優れたＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124236A true JPH04124236A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17136733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2245645A Pending JPH04124236A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐酸化性に優れたＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04124236A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517834A (ja) * | 1991-01-17 | 1993-01-26 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 高強度高延性ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
| US5540792A (en) * | 1992-05-12 | 1996-07-30 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Components based on intermetallic phases of the system titanium-aluminum and process for producing such components |
| US5580665A (en) * | 1992-11-09 | 1996-12-03 | Nhk Spring Co., Ltd. | Article made of TI-AL intermetallic compound, and method for fabricating the same |
| US5768679A (en) * | 1992-11-09 | 1998-06-16 | Nhk Spring R & D Center Inc. | Article made of a Ti-Al intermetallic compound |
| EP1127949A3 (en) * | 2000-02-23 | 2002-09-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | TiA1 based alloy, production process therefor, and rotor blade using same |
| US9632393B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-04-25 | Sony Corporation | Exposure controller, exposure control method, and image pickup apparatus |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP2245645A patent/JPH04124236A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517834A (ja) * | 1991-01-17 | 1993-01-26 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 高強度高延性ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
| US5540792A (en) * | 1992-05-12 | 1996-07-30 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Components based on intermetallic phases of the system titanium-aluminum and process for producing such components |
| US5580665A (en) * | 1992-11-09 | 1996-12-03 | Nhk Spring Co., Ltd. | Article made of TI-AL intermetallic compound, and method for fabricating the same |
| US5701575A (en) * | 1992-11-09 | 1997-12-23 | Nhk Spring Co., Ltd. | Article made of a Ti-Al intermetallic compound, and method for fabrication of same |
| US5768679A (en) * | 1992-11-09 | 1998-06-16 | Nhk Spring R & D Center Inc. | Article made of a Ti-Al intermetallic compound |
| EP1127949A3 (en) * | 2000-02-23 | 2002-09-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | TiA1 based alloy, production process therefor, and rotor blade using same |
| US6669791B2 (en) | 2000-02-23 | 2003-12-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | TiAl based alloy, production process therefor, and rotor blade using same |
| US9632393B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-04-25 | Sony Corporation | Exposure controller, exposure control method, and image pickup apparatus |
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