JPH04143236A - 冷間加工性に優れた高強度α型チタン合金 - 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］ この発明は、高強度を有するのみならず、冷間成形性に
も優れ、例えば熱交換器用パイプ、自動車や航空機用の
パネル部品等の冷間加工用製造素材として好適なα型チ
タン合金に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］チタン
は耐食性に優れていることから従来より熱交換器パイプ
に多用されてきている。純チタンは冷間加工性か良好で
あることから、この熱交換器用パイプは純チタン冷間圧
延板をパイプ成形することにより製造される。また、こ
のような良好な冷間加工性により、純チタンはパネル部
品等にも用いられてきている。しかしながら、このよう
な用途に適用される純チタン薄板は、特に加工性が良好
なＪ　１３１種、２種であるか、これらは０．２％耐力
が低く、この値が高いほうのＪＩＳ２種でも得られる０
、２％耐力は高々３０　ｋｇ／■膳２にすぎない。現在
、熱交換器用パイプには０．７■材が多用されているが
、熱交換率を上昇させるためにさらに薄肉化を図ること
が要望されており、上述のような純チタンの強度では不
十分である。

方、チタン合金は実用金属材料中で最も高い比強度を有
することから、これまで特に航空機部品として多用され
てきているが、近年これら用途のみならず一般産業用途
への応用も検討されている。しかしながら、チタン合金
は純チタンと比較して強度は優れているものの、一般に
は冷間圧延性、冷間成形性が悪く、従ってその改善がチ
タン合金の用途拡大にあたって大きな課題となっている
。一般に、冷間成形では種々の欠陥が現れるが、チタン
合金の冷間成形では「割れ」、そして割れが生じない場
合には「ゴーストライン」と称する欠陥の発生が問題と
なる。ゴーストラインが発生すると外観が著しく損なわ
れ商品価値か低下するのみならず、板厚が不均一となり
このため製品の強度不良をもたらしてしまう。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
０．２％耐力が３０　ｋｇ／　１１２以上であり、かつ
冷間成形時に割れ及びゴーストラインの発生のない冷間
成形性に優れたα型チタン合金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］ この発明に係る冷間成形性に優れた高強度α型チタン合
金は、重量％で、（Ｖ／１３）＋（Ｆｅ／２０）　＋（
Ｃｒ／１７）　十（Ｎｉ／３１）＋（Ｃｏ／２３）が０
．１０％以下であり、かつＯ≦０．６％、１１≦４．０
％、及び（５／２）０＋　（１／３）ＡＩ≧０．９０％
を満たす範囲で０及びＡＩを含み、残部が実質的にＴｉ
からなることを特徴とする。

なお、以下簡略のため（Ｖ／１３）＋　（Ｆｅ／２０）
＋　（Ｃｒ／１７）＋　（Ｎｉ／３１）＋（Ｃｏ　／　
２３　）をＥＱＩで表す。

［作用］ 本発明者等は、成形加工用チタン合金薄板の冷間成形時
におけるゴーストラインの発生を抑えるべく研究・検討
した結果、チタンにおけるβ安定元素であるＶ、Ｆｅ、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏの含有量を一定値以下に制御すること
によりゴーストラインの発生が防止されることを新たに
見出した。

ココでＶ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏの含有量がＥＱＩ＞
０．１０重量％の関係にある場合にゴストラインの発生
が認められる。これはβ安定化元素の含有量が多い場合
、どうしても製造履歴に起因してこれらβ安定化元素の
偏析を生し、その結果硬度の異なるα晶、３品が不均一
に混在したミクロ組織が冷間成形素材に生じるためであ
る。

従ってＥＱＩ≦０．１０重量％に規定する。なお、これ
らβ安定化元素の作用の割合は、Ｖ：Ｆｅ：Ｃｒ：Ｎｉ
：Ｃｏ＝１／１３：１／２０：１／１７　：　１／３１
　：　１／２３であるため、これらの含有量を上述のＥ
ＱＩて規定した。

一方、ｉ及びＯは、チタンに添加されることにより高強
度を達成する元素である。しかしなから、これらが夫々
４，０重量％及び０．６重量％を超えると高強度化は達
成されるものの冷延性が低下する。従って、Ａｌを４．
０重１％以下、０を０．６重量％以下に規定する。また
、ＡＩ及び０の含有量が、（５／２）Ｏ＋　（１／３）
ＡＩ　＜０．９０重量％である場合には、目標とする３
０ｋｇ／■■２以上の０，２％耐力が得られないため、
（５／２）Ｏ＋　（１／３）ＡＩ！　≧０．９０重量％
に規定する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について説明する。

第１表に示されているような成分組成のインゴット（番
号１〜８２）をＶＡＲ溶解によって製造し、１０００℃
にて熱間鍛造して厚さ１６ｍ５のスラブとした。次にこ
れらスラブを８０［）℃で熱間圧延し、板厚３１１の熱
延板に仕上げた。そして、これら熱延板をコイルグライ
ンダーによりスケール除去し、板厚２．２１の冷間圧延
素材とした。

その後５０％の冷間圧延を施して冷間圧延後の割れの発
生の有無を目視により検査した。第１表には、この割れ
の発生の有無を０（割れの発生無し）及び×（割れの発
生有り）で示した。さらに割れの発生が認められなかっ
た冷間圧延材に６５０℃で１時間の真空焼鈍を施し、そ
の機械的性質とゴーストラインの発生状況とを調査した
。機械的性質は、圧延方向に平行にＪＩＳ　　１３Ｂ試
験片（平行部：１２．５−一、ＧＬ：５０濡Ｉ）を採取
し、この試験片を引張試験に供してその０．２％耐力を
測定することによって把握した。また、ゴーストライン
の発生は、圧延直角方向に採取した曲げ試験片を用い、
曲げ半径２０Ｔ（Ｔ：板厚）の曲げ試験を行い、ゴース
トラインの発生の有無を目視により判定した。第１表に
は、ゴーストラインの発生の有無をＯ（ゴーストライン
の発生無し）及び×（ゴーストラインの発生有り）で示
した。

第１表にはこれらの試験結果を示す。また、Ａｌ及びＯ
の含有量と特性との関係を第１図に示す。

先ず、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ　　Ｃｏについては、第１
表に示すように、ＥＱＩか０．１０％（重量％表示、以
下同様）を超えるとゴーストラインか発生することが確
認された。

次に、ＡΩ及びＯについては、第１表及び第１図に示す
ように、Ａｊｌｌ＞４．０％、Ｏ＞　０　、　６９６て
冷間割れが発生することが確認された。一方、（５／２
）Ｏ＋　（１／３）Ａｌ　＜０．９０％の範囲では０．
２％耐力が３０　ｋｇ／　ａｓ２未満と低い値であるこ
とが確認された。

これに対し、ＥＱ１≦０，１０％で、かつ０≦０．６％
、ＡＩ？≦４，０％、（５／２）Ｏ＋（１／３）Ａｌｌ
≧０．９％である本発明の範囲内の組成のものは、冷間
圧延時に割れか発生せず、またゴーストラインの発生も
認められなかった。

さらに、 ０゜ ２％耐力が３０　ｋｇ／■１２ 以上と良好 な強度を示した。

〔発明の効果］ この発明によれば、０，２％耐力が３０　ｋｇ／−１２
以上と良好な強度を示し、かつ冷間成形時に割れ及びゴ
ーストラインが発生しない冷間成彩性にすぐれたすぐれ
たα型チタン合金を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はチタン合金におけるＡｌ及び０の含有量と特性
との関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で、（Ｖ／１３）＋（Ｆｅ／２０）＋（Ｃｒ／１
   ７）＋（Ｎｉ／３１）＋（Ｃｏ／２３）が０．１０％以
   下であり、かつＯ≦０．６％、Ａｌ≦４．０％、及び（
   ５／２）Ｏ＋（１／３）Ａｌ≧０．９０％を満たす範囲
   でＯ及びＡｌを含み、残部が実質的にＴｉからなること
   を特徴とする冷間成形性に優れた高強度αチタン合金。