JPH04160128A - 耐酸化性ＴｉＡｌ系金属間化合物 - Google Patents
耐酸化性ＴｉＡｌ系金属間化合物Info
- Publication number
- JPH04160128A JPH04160128A JP28366790A JP28366790A JPH04160128A JP H04160128 A JPH04160128 A JP H04160128A JP 28366790 A JP28366790 A JP 28366790A JP 28366790 A JP28366790 A JP 28366790A JP H04160128 A JPH04160128 A JP H04160128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compd
- tial
- compound
- intermetallic
- oxidation
- Prior art date
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- Pending
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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、優れた耐酸化性能を有するＴｉＡｊ！系金属
間他金属間化合物。
間他金属間化合物。
チタニウムアルミナイド（ＴｉＡｆｉ系金属間化合物）
は高温強度に優れる軽量合金であることから、とくに吸
・排気パルプやピストンピンのような内燃機関用の耐熱
部材として有用性が期待されている。
は高温強度に優れる軽量合金であることから、とくに吸
・排気パルプやピストンピンのような内燃機関用の耐熱
部材として有用性が期待されている。
この種の耐熱部材においては、要求特性として高温強度
のほかに酸化に対する強い抵抗性の具備が重要であるが
、ＴｉＡｊ！系金属間他金属間化合物に十分な耐酸化性
を備える材料ではない。
のほかに酸化に対する強い抵抗性の具備が重要であるが
、ＴｉＡｊ！系金属間他金属間化合物に十分な耐酸化性
を備える材料ではない。
このため、Ｓｉ、Ｙ、Ｎｂ等の合金成分を添加してＴｉ
Ａｆ基合金の耐酸化性を改善する試みが提案されている
（特公平１−２９８５８号公報、特開平１−２５９１３
号公報）。
Ａｆ基合金の耐酸化性を改善する試みが提案されている
（特公平１−２９８５８号公報、特開平１−２５９１３
号公報）。
〔発明が解決しようとする課Ｂ］
本発明は、上記の合金成分とは異質のＮａおよびＣ２成
分の微量含有がチタニウムアルミナイドの耐酸化性を大
幅に向上させる機能があることを解明して開発に至った
ものである。
分の微量含有がチタニウムアルミナイドの耐酸化性を大
幅に向上させる機能があることを解明して開発に至った
ものである。
したがって、本発明の目的は他の具備特性を損ねずに優
れた耐酸化性を示すＴｉＡｊｌ！系金属間化合金属間化
合物ことにある。
れた耐酸化性を示すＴｉＡｊｌ！系金属間化合金属間化
合物ことにある。
上記の目的を達成するための本発明による耐酸化性Ｔｉ
Ａｌ２系金属間化合物は、Ａｌ４０〜５０ａｔ％で残部
がＴｉからなり、Ｎａまたは／およびＣＥを０．０１〜
０．５ｗｔ％含有することを構成上の特徴とする。
Ａｌ２系金属間化合物は、Ａｌ４０〜５０ａｔ％で残部
がＴｉからなり、Ｎａまたは／およびＣＥを０．０１〜
０．５ｗｔ％含有することを構成上の特徴とする。
また、必要に応じ、材料の延性を向上させる目的で前記
の組成にＭｎ０．５〜５ｗｔ％を含有させることができ
る。
の組成にＭｎ０．５〜５ｗｔ％を含有させることができ
る。
本発明のベース組成は、Ａｊ！４０〜５０ａｔ％（２７
，３〜３６ｗｔＸ）、残りがＴｉからなる。Ａｌ２が４
０ａｔ％を下廻る場合にはＴｉ、Ａｊ！相の構成比率が
高くなって耐酸化性の後退を招き、他方、５０ａｔ％を
越える組成ではＴｉＡｆ単相が形成し易くなって、延性
が損なわれる。
，３〜３６ｗｔＸ）、残りがＴｉからなる。Ａｌ２が４
０ａｔ％を下廻る場合にはＴｉ、Ａｊ！相の構成比率が
高くなって耐酸化性の後退を招き、他方、５０ａｔ％を
越える組成ではＴｉＡｆ単相が形成し易くなって、延性
が損なわれる。
ＮａおよびＣｊ２は耐酸化性の付与に機能する成分で、
ＮａまたはＣｌもしくはこれらの両成分として０．０１
〜０．５ｗｔ％の範囲で含有する。含有率が、前記範囲
の下限値未満であると耐酸化性の向上が認められず、ま
た上限値を越えると残留ボアが多くなって機械的特性が
劣化する。
ＮａまたはＣｌもしくはこれらの両成分として０．０１
〜０．５ｗｔ％の範囲で含有する。含有率が、前記範囲
の下限値未満であると耐酸化性の向上が認められず、ま
た上限値を越えると残留ボアが多くなって機械的特性が
劣化する。
必要に応じて含有させるＭｎは０，５〜５ｗｔ％の量範
囲が好適で、０．５ｗｔ％未満では延性の向上効果が不
十分となり、５ｗｔ％を越える量はもはや延性向上に機
能しない。
囲が好適で、０．５ｗｔ％未満では延性の向上効果が不
十分となり、５ｗｔ％を越える量はもはや延性向上に機
能しない。
本発明による耐酸化性ＴｉＡｊｊ系金属間他金属間化合
物るためには、従来から慣用されている溶製法のほか、
原料としてＴｉ粉末、Ａ１粉末およびＡｆｆｉ−Ｍｎ合
金粉末を用いる反応焼結法を適用することができる０本
発明の目的には、特にナトリウム法によるＴｉ粉末を原
料とする反応焼結法を用いることが好適である。
物るためには、従来から慣用されている溶製法のほか、
原料としてＴｉ粉末、Ａ１粉末およびＡｆｆｉ−Ｍｎ合
金粉末を用いる反応焼結法を適用することができる０本
発明の目的には、特にナトリウム法によるＴｉ粉末を原
料とする反応焼結法を用いることが好適である。
本発明の組成によれば、ＴｊＡ１組織中に含有されてい
る微量のＮａまたは／およびＣ！酸成分材料の耐酸化性
を大幅に向上させるために有効機能する。この機構につ
いては未だ解明するに至っていないが、前記の成分が他
の緒特性を後退させずに優れた耐酸化性を付与する作用
があることが実証された０例えば、特公昭６２−２１５
号公報に記載があるようにＴｊＡｊ！基合金に０． １
〜５．０ｗｔ％のＭｎを添加すると延性は改善されるが
、耐酸化性の改善効果はない。しかし、この合金組成に
おいても、本発明に従って特定量のＮａまたは／および
ＣＥを介在させると、延性を損ねることなしに優れた耐
酸化性を付与させることができる。
る微量のＮａまたは／およびＣ！酸成分材料の耐酸化性
を大幅に向上させるために有効機能する。この機構につ
いては未だ解明するに至っていないが、前記の成分が他
の緒特性を後退させずに優れた耐酸化性を付与する作用
があることが実証された０例えば、特公昭６２−２１５
号公報に記載があるようにＴｊＡｊ！基合金に０． １
〜５．０ｗｔ％のＭｎを添加すると延性は改善されるが
、耐酸化性の改善効果はない。しかし、この合金組成に
おいても、本発明に従って特定量のＮａまたは／および
ＣＥを介在させると、延性を損ねることなしに優れた耐
酸化性を付与させることができる。
したがって、常に軽量で高温強度ならびに耐酸化性に優
れるＴｉＡｌ系金属間化合物を提供することが可能とな
る。
れるＴｉＡｌ系金属間化合物を提供することが可能とな
る。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１
それぞれ粒径が７４μ−以下のＴｉ粉末とＡｆｆｉ粉末
をＴｉ ３６ｗｔ％Ａ ｆ！ （Ｔｉ−５０ａｔＸＡ
Ｉ）の組成になるように混合した。Ｔｉ粉末は、ナトリ
ウム法によるものを用いた。
をＴｉ ３６ｗｔ％Ａ ｆ！ （Ｔｉ−５０ａｔＸＡ
Ｉ）の組成になるように混合した。Ｔｉ粉末は、ナトリ
ウム法によるものを用いた。
この混合粉末を、直径」９２１、長さ３５０１の形状に
ＣＩＰ成形したのち、外径２０５＋＋ｎのアルミニウム
缶に封入して温度４５０℃、時間５ Ｈｒ。
ＣＩＰ成形したのち、外径２０５＋＋ｎのアルミニウム
缶に封入して温度４５０℃、時間５ Ｈｒ。
減圧度１． ３ Ｘ １０−’Ｐａの条件で脱気処理し
た。
た。
ついで、アルミニウム缶ごと４００″Ｃの温度下で外径
７０−に押出し、目的形状に切削したのち、Ａｒガス雰
囲気中、１３００℃で１０時間の条件によりＨＩＰ処理
を施した。ＨＩＰ処理の昇温段階でＴ ｉ ＋Ａｌ−＝
Ｔ ｉ Ａｊ！の反応が進行し、ＴｉＡｌ系金属間化合
物に転化した。
７０−に押出し、目的形状に切削したのち、Ａｒガス雰
囲気中、１３００℃で１０時間の条件によりＨＩＰ処理
を施した。ＨＩＰ処理の昇温段階でＴ ｉ ＋Ａｌ−＝
Ｔ ｉ Ａｊ！の反応が進行し、ＴｉＡｌ系金属間化合
物に転化した。
得られたＴｉＡｊ！系金属間化合物には、Ｎａｐ。
０５ｗｔ％とｃｚｏ、ｏｓｔ＊ｔ％が含まれていた。
上記のＨＩＰ材から７ Ｘ ７ Ｘ １５ｍ−の試片を
切り出して高純度アルミするつぼに入れ、大気中で９０
０℃の温度に６時間および２４時間曝して酸化増量を測
定した。その結果を表１に示した。
切り出して高純度アルミするつぼに入れ、大気中で９０
０℃の温度に６時間および２４時間曝して酸化増量を測
定した。その結果を表１に示した。
実施例２
粒径７４μ−以下のナトリウム法によるＴｉ粉末と同じ
く粒径７４μ−のＡＰ粉末をＴｉ−３３゜５＠ｔ％Ａ
ｌ （Ｔｉ−４７，２ａｔＸＡＩ） ２ 、 ５ ｗ
ｔ％Ｍｎの組成になるように混合し、これを直径１９２
ｍ５、長さ３５０■−の形状にＣＩＰ成形したのち、外
径２０５ｍ５＋のアルミニウム缶に封入して温度４５０
℃、時間５ Ｆｉｒ、減圧度１． ３ Ｘ １０−’Ｐ
ａの条件で脱気処理をおこなった。
く粒径７４μ−のＡＰ粉末をＴｉ−３３゜５＠ｔ％Ａ
ｌ （Ｔｉ−４７，２ａｔＸＡＩ） ２ 、 ５ ｗ
ｔ％Ｍｎの組成になるように混合し、これを直径１９２
ｍ５、長さ３５０■−の形状にＣＩＰ成形したのち、外
径２０５ｍ５＋のアルミニウム缶に封入して温度４５０
℃、時間５ Ｆｉｒ、減圧度１． ３ Ｘ １０−’Ｐ
ａの条件で脱気処理をおこなった。
ついで、アルミニウム缶ごと外径７０Ｍ１１に押出して
のち、実施例１と同一条件によりＨＩＰ処理をおこなっ
てＴｉＡｌ系金属化合物とした。
のち、実施例１と同一条件によりＨＩＰ処理をおこなっ
てＴｉＡｌ系金属化合物とした。
得られたＴｉＡｆ！ｉＡｆ！化合物には、０．０８ｗｔ
％のＮａおよび０．ｌ０ｗｔ％のＣｌが含まれていた。
％のＮａおよび０．ｌ０ｗｔ％のＣｌが含まれていた。
上記のＨＩＰ材から７Ｘ７Ｘ２０ｍ−の試片を切り出し
、実施例１と同様して酸化試験をおこなった。測定され
た酸化増量の結果を、表１に併載した。
、実施例１と同様して酸化試験をおこなった。測定され
た酸化増量の結果を、表１に併載した。
実施例３
実施例Ｉと同様にして、ＮａＯ，０２ｔｐｒｔ％および
Ｃ１０，００５ｗｔ％を含むＴｉ−３６圓ｔ％ＡＩＶ。
Ｃ１０，００５ｗｔ％を含むＴｉ−３６圓ｔ％ＡＩＶ。
組成のＴｉＡｌ系金属間化合物を得た。
１ＴｉＡｆ系金属間他金属につき実施例１と同一条件で
酸化試験をおこない、その結果を表１に併載した。
酸化試験をおこない、その結果を表１に併載した。
実施例４
実施例１と同様にして、Ｎａｐ、００５ｗｔ％およびＣ
Ｉｏ、０２ｈｔ％を含むＴｉ−３６ｗｔ％Ａ１組成のＴ
ｉＡｊ！系金属間他金属間化合物該ＴｉＡｆ！系金属系
他金属系化合物施例１と同一条件で酸化試験をおこない
、その結果を表１に併載した。
Ｉｏ、０２ｈｔ％を含むＴｉ−３６ｗｔ％Ａ１組成のＴ
ｉＡｊ！系金属間他金属間化合物該ＴｉＡｆ！系金属系
他金属系化合物施例１と同一条件で酸化試験をおこない
、その結果を表１に併載した。
比較例１
実施例１のＨＩＰ材を、プラズマアークにより熔解処理
してＮａとＣ１成分量を減少させ、その合計含有量が０
．０１ｗｔ％未満（Ｎａ Ｏ，００３ｈｔχ、ＣＩＯ，
００４ｈｔχ）のＴｉＡｆ系金属間化合物を得た。
してＮａとＣ１成分量を減少させ、その合計含有量が０
．０１ｗｔ％未満（Ｎａ Ｏ，００３ｈｔχ、ＣＩＯ，
００４ｈｔχ）のＴｉＡｆ系金属間化合物を得た。
この材料につき実施例１と同一条件で酸化試験をおこな
い、その結果を表１に示した。
い、その結果を表１に示した。
比較例２
実施例２の）ＩＩＰ材を、プラズマアークにより熔解処
理してＮａとＣ２成分量を減少させ、その合計含有量が
０．０１ｗｔ％未満（Ｎａ ０．００５ｈｔχ、Ｃ１０
，００７ｈｔχ）のＴｉＡｆ！ｉＡｆ！化合物を得た。
理してＮａとＣ２成分量を減少させ、その合計含有量が
０．０１ｗｔ％未満（Ｎａ ０．００５ｈｔχ、Ｃ１０
，００７ｈｔχ）のＴｉＡｆ！ｉＡｆ！化合物を得た。
この材料につき実施例１と同一条件で酸化試験をおこな
い、その結果を表１に併載した。
い、その結果を表１に併載した。
表１の結果から、本発明の組成要件を満たす実施例１〜
４のＴｉＡｉＶ、系金属間化合物は、組成要件を外れる
比較例１〜２に比べて酸化増量が有意に減少しており、
耐酸化性が大幅に改善されていることが判明する。なお
、本発明の組成によって密度、高温強度、延性等の特性
変動は認められなかった。
４のＴｉＡｉＶ、系金属間化合物は、組成要件を外れる
比較例１〜２に比べて酸化増量が有意に減少しており、
耐酸化性が大幅に改善されていることが判明する。なお
、本発明の組成によって密度、高温強度、延性等の特性
変動は認められなかった。
以上のとおり、本発明によればチタニウムアルミナイド
の有する固有の軽量性や高温強度性能に加えて優れた耐
酸化性を兼備するＴｉＡｌ系金属間他金属間化合物るこ
とができる。したがって、これらの緒特性が要求される
吸・排気パルプあるいはピストンピンなどの内燃機関用
耐熱部材に適用して有用性が期待される。
の有する固有の軽量性や高温強度性能に加えて優れた耐
酸化性を兼備するＴｉＡｌ系金属間他金属間化合物るこ
とができる。したがって、これらの緒特性が要求される
吸・排気パルプあるいはピストンピンなどの内燃機関用
耐熱部材に適用して有用性が期待される。
出願人 住友軽金属工業株式会社
代理人 弁理士 高畑正也（外１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ａｌ４０〜５０ａｔ％で残部がＴｉからなり、Ｎａ
または／およびＣｌを０．０１〜０．５ｗｔ％含有する
ことを特徴とする耐酸化性ＴｉＡｌ系金属間化合物。 ２、Ｍｎ０．５〜５ｗｔ％を含む請求項１記載の耐酸化
性ＴｉＡｌ系金属間化合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28366790A JPH04160128A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 耐酸化性ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28366790A JPH04160128A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 耐酸化性ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160128A true JPH04160128A (ja) | 1992-06-03 |
Family
ID=17668503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28366790A Pending JPH04160128A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 耐酸化性ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04160128A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5451366A (en) * | 1992-07-17 | 1995-09-19 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Product of a halogen containing Ti-Al system intermetallic compound having a superior oxidation and wear resistance |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141740A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-28 | Natl Res Inst For Metals | 金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP28366790A patent/JPH04160128A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141740A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-28 | Natl Res Inst For Metals | 金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5451366A (en) * | 1992-07-17 | 1995-09-19 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Product of a halogen containing Ti-Al system intermetallic compound having a superior oxidation and wear resistance |
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