JPH04308056A - 溶融イットリア強化金属マトリックス複合体 - Google Patents
溶融イットリア強化金属マトリックス複合体Info
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- JPH04308056A JPH04308056A JP3163143A JP16314391A JPH04308056A JP H04308056 A JPH04308056 A JP H04308056A JP 3163143 A JP3163143 A JP 3163143A JP 16314391 A JP16314391 A JP 16314391A JP H04308056 A JPH04308056 A JP H04308056A
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- JP
- Japan
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- metal
- alloy
- yttria
- composite
- titanium
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/001—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
- C22C32/0015—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
- C22C32/0031—Matrix based on refractory metals, W, Mo, Nb, Hf, Ta, Zr, Ti, V or alloys thereof
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は粉末冶金に関し、より詳しくは
イットリアによるチタン又はチタン合金の分散硬化に関
するものである。さらに、本発明はまた他の金属又は金
属合金マトリックス例えばニオブ、鉄、ニッケル、コバ
ルト基合金、並びにチタン及びニッケルのアルミニドに
適用できる。
イットリアによるチタン又はチタン合金の分散硬化に関
するものである。さらに、本発明はまた他の金属又は金
属合金マトリックス例えばニオブ、鉄、ニッケル、コバ
ルト基合金、並びにチタン及びニッケルのアルミニドに
適用できる。
【０００２】金属合金、殊にチタン構成物、の高温強度
及び使用温度を高めることにかなりの要求がある。この
問題に対する１つの方法はチタンを粉末冶金法によりセ
ラミック粒状物質で強化することである。強化された構
成物は真空囲い中のブレンド粉末混合物の熱圧密により
製造される。チタンは高温でほとんどすべての物質と非
常に反応性であり、脆化及び（又は）脆性金属間化合物
の形成を生ずる。従って、高温におけるチタンの強度を
高める問題は達成することが非常に困難であった。
及び使用温度を高めることにかなりの要求がある。この
問題に対する１つの方法はチタンを粉末冶金法によりセ
ラミック粒状物質で強化することである。強化された構
成物は真空囲い中のブレンド粉末混合物の熱圧密により
製造される。チタンは高温でほとんどすべての物質と非
常に反応性であり、脆化及び（又は）脆性金属間化合物
の形成を生ずる。従って、高温におけるチタンの強度を
高める問題は達成することが非常に困難であった。
【０００３】米国特許第 ４，６０１，８７４号は、チ
タン合金を希土類酸化物例えばイットリア及びＤｙ２
Ｏ３ と混合することを含む小粒径を有するチタン基合
金を形成する方法を開示している。これらの物質の添加
は非常に少量である。さらに、第 ４，６０１，８７４
号特許において使用されたイットリアの通常の形態は微
粉末であり、それは実際に金属複合体に対する補強材料
としての使用に適しない。
タン合金を希土類酸化物例えばイットリア及びＤｙ２
Ｏ３ と混合することを含む小粒径を有するチタン基合
金を形成する方法を開示している。これらの物質の添加
は非常に少量である。さらに、第 ４，６０１，８７４
号特許において使用されたイットリアの通常の形態は微
粉末であり、それは実際に金属複合体に対する補強材料
としての使用に適しない。
【０００４】米国特許第 ３，５０７，６３０号は溶融
イットリアを用いるジルコニウムの分散硬化を開示して
いる。溶融イットリア及びチタン又は他の合金の使用を
開示していない。
イットリアを用いるジルコニウムの分散硬化を開示して
いる。溶融イットリア及びチタン又は他の合金の使用を
開示していない。
【０００５】
【発明の概要】本発明の主目的は高い高温強度を有する
複合材料を提供することである。本発明の他の目的は高
い高温強度を有するチタン又はチタン合金複合材料を提
供することである。本発明の他の目的及び利点は一部が
以下の説明中に示され、また一部は該説明から明らかで
あるか又は本発明の実施により習得されることができる
。本発明の目的及び利点は、殊に特許請求の範囲中に示
される方法及び組合わせにより実現され、得られること
ができる。
複合材料を提供することである。本発明の他の目的は高
い高温強度を有するチタン又はチタン合金複合材料を提
供することである。本発明の他の目的及び利点は一部が
以下の説明中に示され、また一部は該説明から明らかで
あるか又は本発明の実施により習得されることができる
。本発明の目的及び利点は、殊に特許請求の範囲中に示
される方法及び組合わせにより実現され、得られること
ができる。
【０００６】前記目的を達成するため、本発明の目的に
従って、こゝに具体化され、広く記載されるように、本
発明の複合体は溶融イットリアで強化されたチタン又は
チタン合金を含む。好ましくは、イットリアは５〜４０
体積％に相等する量でチタン及び（又は）チタン合金マ
トリックス中に分散される。最も好ましくは、イットリ
アは約１０〜３０体積％に相等する量でチタン／チタン
合金マトリックス中に分散される。
従って、こゝに具体化され、広く記載されるように、本
発明の複合体は溶融イットリアで強化されたチタン又は
チタン合金を含む。好ましくは、イットリアは５〜４０
体積％に相等する量でチタン及び（又は）チタン合金マ
トリックス中に分散される。最も好ましくは、イットリ
アは約１０〜３０体積％に相等する量でチタン／チタン
合金マトリックス中に分散される。
【０００７】本発明の他の観点において、改良された高
温強度を有する複合材料を製造する方法は、粒状チタン
又はチタン合金粒子を溶融イットリアの粒子と混合する
こと、混合した粒状物質を、粒状物質を圧密して強化金
属マトリックス複合体を形成する、に足る時間、圧力下
に加熱することを含む。本発明のこの観点の好ましい態
様において、加熱は約９８０〜１１８０℃（１８００〜
２１５０°Ｆ）の温度であり、圧力は約７００〜１４０
０ｋｇ／ｃｍ２ （１０，０００〜２０，０００ ｐｓ
ｉ）である。
温強度を有する複合材料を製造する方法は、粒状チタン
又はチタン合金粒子を溶融イットリアの粒子と混合する
こと、混合した粒状物質を、粒状物質を圧密して強化金
属マトリックス複合体を形成する、に足る時間、圧力下
に加熱することを含む。本発明のこの観点の好ましい態
様において、加熱は約９８０〜１１８０℃（１８００〜
２１５０°Ｆ）の温度であり、圧力は約７００〜１４０
０ｋｇ／ｃｍ２ （１０，０００〜２０，０００ ｐｓ
ｉ）である。
【０００８】本発明は次にチタン又はチタン合金に対す
る特定例に関して詳細に記載されるけれども、本発明は
また他の金属又は金属合金例えばニオブ、鉄、ニッケル
、及びコバルト基合金、並びにチタン、ニオブ及びニッ
ケルのアルミニドに適用できることを理解すべきである
。
る特定例に関して詳細に記載されるけれども、本発明は
また他の金属又は金属合金例えばニオブ、鉄、ニッケル
、及びコバルト基合金、並びにチタン、ニオブ及びニッ
ケルのアルミニドに適用できることを理解すべきである
。
【０００９】
本発明は溶融イットリア（Ｙ２ Ｏ３ ）を含むセラミ
ック物質で強化された新規チタン／チタン合金複合体に
向けられている。殊に本発明は溶融イットリア（Ｙ２
Ｏ３ ）を含むセラミック物質で強化された低塩化物含
量チタン又はチタン合金（すなわちＴｉ−Ａｌ−Ｖ）複
合体に向けられている。
ック物質で強化された新規チタン／チタン合金複合体に
向けられている。殊に本発明は溶融イットリア（Ｙ２
Ｏ３ ）を含むセラミック物質で強化された低塩化物含
量チタン又はチタン合金（すなわちＴｉ−Ａｌ−Ｖ）複
合体に向けられている。
【００１０】本発明の好ましい態様において、複合体の
製造に使用されるチタン／チタン合金粉末は単に少量の
不純物例えば塩化物（Ｃｌ）を含む。好ましくはＴｉ／
Ｔｉ合金は０．１５重量％Ｃｌ未満、好ましくは１０
ｐｐｍ Ｃｌ未満を含む。本発明のさらに好ましい態
様において、溶融イットリアは１〜４４μ、好ましくは
約２〜３０μの大きさで変動する、殊に好ましくは３〜
２０μである粒子を有する粒状形態で複合体に添加され
る。
製造に使用されるチタン／チタン合金粉末は単に少量の
不純物例えば塩化物（Ｃｌ）を含む。好ましくはＴｉ／
Ｔｉ合金は０．１５重量％Ｃｌ未満、好ましくは１０
ｐｐｍ Ｃｌ未満を含む。本発明のさらに好ましい態
様において、溶融イットリアは１〜４４μ、好ましくは
約２〜３０μの大きさで変動する、殊に好ましくは３〜
２０μである粒子を有する粒状形態で複合体に添加され
る。
【００１１】本発明のなお他の好ましい態様において、
溶融イットリアは５〜４０、好ましくは１０〜３０の、
殊に１０〜２０である体積％に金属又は金属合金粒子に
添加される。本発明の実施に使用される溶融イットリア
粒子はノートン（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏ．， Ｗｏｒｃｅ
ｓｔｅｒ ， Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から購入
した。購入のための溶融イットリアの粒度は８００Ｆ又
は６００Ｆであった。「Ｆ」という語は粒子のノートン
社分類を示し、粗端制御粒度分布を有すると規定されて
いる。
溶融イットリアは５〜４０、好ましくは１０〜３０の、
殊に１０〜２０である体積％に金属又は金属合金粒子に
添加される。本発明の実施に使用される溶融イットリア
粒子はノートン（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏ．， Ｗｏｒｃｅ
ｓｔｅｒ ， Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から購入
した。購入のための溶融イットリアの粒度は８００Ｆ又
は６００Ｆであった。「Ｆ」という語は粒子のノートン
社分類を示し、粗端制御粒度分布を有すると規定されて
いる。
【００１２】本発明の強化金属複合体は粉末冶金により
製造することができる。詳しくは強化金属マトリックス
がホットアイソスタティックプレス（ＨＩＰ）により製
造される。例えば、粒状金属／金属合金と溶融イットリ
ア粒子を適当な割合で混合し、次いで粒状混合物を、粒
子を圧密して強化複合体を形成するに足る時間高圧下に
加熱する。典型的には、ＨＩＰ処理は２６０〜１２６０
℃（５００〜２３００°Ｆ）、好ましくは５４０〜１２
３０℃（１０００〜２２４０°Ｆ）の、殊に好ましくは
９８０〜１１８０℃（１８００〜２１５０°Ｆ）である
温度及び３５〜１７５０ｋｇ／ｃｍ２ （５００〜２５
０００ｐｓｉ）の、好ましくは２１０〜１４００ｋｇ／
ｃｍ２ （３０００〜２０，０００ｐｓｉ ）である、
殊に好ましくは７００〜１４００ｋｇ／ｃｍ２ （１０
，０００〜２０，０００ｐｓｉ ）である圧力で行なう
ことができる。
製造することができる。詳しくは強化金属マトリックス
がホットアイソスタティックプレス（ＨＩＰ）により製
造される。例えば、粒状金属／金属合金と溶融イットリ
ア粒子を適当な割合で混合し、次いで粒状混合物を、粒
子を圧密して強化複合体を形成するに足る時間高圧下に
加熱する。典型的には、ＨＩＰ処理は２６０〜１２６０
℃（５００〜２３００°Ｆ）、好ましくは５４０〜１２
３０℃（１０００〜２２４０°Ｆ）の、殊に好ましくは
９８０〜１１８０℃（１８００〜２１５０°Ｆ）である
温度及び３５〜１７５０ｋｇ／ｃｍ２ （５００〜２５
０００ｐｓｉ）の、好ましくは２１０〜１４００ｋｇ／
ｃｍ２ （３０００〜２０，０００ｐｓｉ ）である、
殊に好ましくは７００〜１４００ｋｇ／ｃｍ２ （１０
，０００〜２０，０００ｐｓｉ ）である圧力で行なう
ことができる。
【００１３】以下の実施例は単に例示のために提供され
る。 実施例１ １０体積％Ｙ２ Ｏ３ を９０体積％低塩化物Ｔｉ粉末
（低塩化物複合体、すなわち５ｐｐｍ Ｃｌ未満）を混
合することにより溶融イットリア粒子を補強材として有
するチタン粉末成形体をＨＩＰ圧密のために調製した。 混合した粉末を１０４０℃（１９００°Ｆ）の温度、１
０５０ｋｇ／ｃｍ２ （１５，０００ｐｓｉ ）の圧力
（アルゴン）で３時間圧縮する（ＨＩＰ圧密）ために容
器中に置く。強化マトリックスを含む圧密ビレットが製
造された。 実施例２ 実施例１の操作に従ったが、しかし粒状混合物は１０体
積％Ｙ２ Ｏ３ 及び９０体積％Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖプ
レミックスから構成した。プレミックス粉末は９０％低
塩化物Ｔｉと１０％マスター合金（６０％Ａｌ ４０
％Ｖ）のブレンドであった。 実施例３ 実施例２の操作に従ったが、しかし粒状混合物は２０体
積％Ｙ２ Ｏ３ 及び８０体積％Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖプ
レミックスから構成した。
る。 実施例１ １０体積％Ｙ２ Ｏ３ を９０体積％低塩化物Ｔｉ粉末
（低塩化物複合体、すなわち５ｐｐｍ Ｃｌ未満）を混
合することにより溶融イットリア粒子を補強材として有
するチタン粉末成形体をＨＩＰ圧密のために調製した。 混合した粉末を１０４０℃（１９００°Ｆ）の温度、１
０５０ｋｇ／ｃｍ２ （１５，０００ｐｓｉ ）の圧力
（アルゴン）で３時間圧縮する（ＨＩＰ圧密）ために容
器中に置く。強化マトリックスを含む圧密ビレットが製
造された。 実施例２ 実施例１の操作に従ったが、しかし粒状混合物は１０体
積％Ｙ２ Ｏ３ 及び９０体積％Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖプ
レミックスから構成した。プレミックス粉末は９０％低
塩化物Ｔｉと１０％マスター合金（６０％Ａｌ ４０
％Ｖ）のブレンドであった。 実施例３ 実施例２の操作に従ったが、しかし粒状混合物は２０体
積％Ｙ２ Ｏ３ 及び８０体積％Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖプ
レミックスから構成した。
【００１４】実施例１〜３において製造されたキャンド
ビレットを次の条件下に３インチ×０．５インチ長方形
バーに押出した：
ビレットを次の条件下に３インチ×０．５インチ長方形
バーに押出した：
【００１５】
表 １
ビレット ピーク力 ピーク
押出長さ
予熱温度
圧 力
°Ｆ （トン） ＫＳＩ
＊ （インチ） 実施例１
１５５０ １３９３ ９
４．７ １３８ 実
施例２ １８５０ １１９９
８１．５ １３８
実施例３ １８５０ １
４３２ ９７．４ １４
８容器大きさ ：６．１２インチ直径＊ 押
出レーション ：１９．６ ラム速度 ：１５インチ／分＊ 容器
充填後のビレット断面を基にした圧力生じた加熱押出強
化複合体を次に種々の条件下に機械的に試験し、結果は
表２〜５中に示される。
表 １
ビレット ピーク力 ピーク
押出長さ
予熱温度
圧 力
°Ｆ （トン） ＫＳＩ
＊ （インチ） 実施例１
１５５０ １３９３ ９
４．７ １３８ 実
施例２ １８５０ １１９９
８１．５ １３８
実施例３ １８５０ １
４３２ ９７．４ １４
８容器大きさ ：６．１２インチ直径＊ 押
出レーション ：１９．６ ラム速度 ：１５インチ／分＊ 容器
充填後のビレット断面を基にした圧力生じた加熱押出強
化複合体を次に種々の条件下に機械的に試験し、結果は
表２〜５中に示される。
【００１６】
表 ２
実施例１（１０％イットリア／９０％Ｔｉ）の複合体
から
作った加熱押出バーに対する引張試験結果試験温度
°Ｆ Ｅ，ｍｓｉ
ＹＳ， ｋｓｉ ＵＴＳ，ｋｓｉ
εｆ，％ ＲＡ， ％ ＨＲ
Ｃ ＲＴ １６．９
８１．３ ９５．４ ＞６．
６５ ４．１７ ２５．０
ＲＴ １７．３ ７９．１
９４．５ ＞２．２１
６．６２ ２６．０ ＲＴ
１６．８ ８１．２ ９
４．３ ＞２．２４ ５．２０
２６．５ ４００
３６．０ ５７．２
１４．００ １３．１０
６００
２０．４ ５３．３
８．５０ ８．５０
８００
１６．４ ２７．８
１１．００ ２７．６０
１０００
１６．０ ２８．７ １９
．００ ２７．６０
１２００ ９．
８ １４．５ ３１．００
４４．００ Ｅ ＝ヤング率 ＹＳ ＝降伏強さ、０．２％オフセットＵＴＳ＝極限
引張強さ εｆ ＝破損ひずみ（ＲＴ）；高温で１インチ中の
伸びＲＡ ＝断面収縮率 ＨＲＣ＝ロックウェル硬度
表 ２
実施例１（１０％イットリア／９０％Ｔｉ）の複合体
から
作った加熱押出バーに対する引張試験結果試験温度
°Ｆ Ｅ，ｍｓｉ
ＹＳ， ｋｓｉ ＵＴＳ，ｋｓｉ
εｆ，％ ＲＡ， ％ ＨＲ
Ｃ ＲＴ １６．９
８１．３ ９５．４ ＞６．
６５ ４．１７ ２５．０
ＲＴ １７．３ ７９．１
９４．５ ＞２．２１
６．６２ ２６．０ ＲＴ
１６．８ ８１．２ ９
４．３ ＞２．２４ ５．２０
２６．５ ４００
３６．０ ５７．２
１４．００ １３．１０
６００
２０．４ ５３．３
８．５０ ８．５０
８００
１６．４ ２７．８
１１．００ ２７．６０
１０００
１６．０ ２８．７ １９
．００ ２７．６０
１２００ ９．
８ １４．５ ３１．００
４４．００ Ｅ ＝ヤング率 ＹＳ ＝降伏強さ、０．２％オフセットＵＴＳ＝極限
引張強さ εｆ ＝破損ひずみ（ＲＴ）；高温で１インチ中の
伸びＲＡ ＝断面収縮率 ＨＲＣ＝ロックウェル硬度
【００１７】
表 ３ 実施
例２（１０ｖ／ｏイットリア／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）
の押出バーに
対する室温引張試験結果 状 態 Ｅ，ｍ
ｓｉ ＹＳ， ｋｓｉ ＵＴＳ，ｋｓｉ
εｆ，％ ＲＡ， ％ ＨＲ
Ｃ 押 出 １８．５
１３８．１ １４５．０ ２．５
８ ４．２８ ３９．０
１８．２ １３９
．６ １４９．６ ２．９９
１．０７ ４１．０
１７．３ １４７．９
１５１．４ ２．１７
１．８８ ３８．０
アニールド １
７．６ １４７．４ １５３．９
２．４２ ２．６９
３６．０ １８．０
１４５．３ １５０．５
２．２０ −−−− ３７
．０ １７．３
１４０．２ １４８．３ ２
．６３ １．７１ ３５．０
１
５００°Ｆ−ＳＴＡ １７．６ １５６．３
１６１．８ ２．１７
２．４７ ３７．５
１７．８ １５６．５
１６２．６ １．８８
２．４６ ３７．０
１７００°Ｆ−ＳＴＡ
１７．５ １５７．１ １６５．
６ １．７２ １．６２
３６．０ １８
．０ １５２．２ １６０．６
２．１７ ４．２５
３９．０ １７．８
１５０．６ １６１．９
２．７９ １．２９ ３９．
０
１９００°Ｆ−ＳＴＡ １７．８ １５０
．６ １５０．６ １．０７
１．３９ ３９．０
１７．４ １５１．１
１５９．５ ３．２６
２．２５ ３９．０
１８．６ １５２．５
１６０．２ ２．３３ ２
．４６ ３９．５ Ｅ ＝ヤング
率 ＹＳ ＝降伏強さ、０．２％オフセットＵＴＳ＝極限
引張強さ εｆ ＝破損ひずみ（ＲＴ）；高温における１イン
チ中の伸び ＲＡ ＝断面収縮率 ＨＲＣ＝ロックウェルＣ硬度 アニール：１３５０°Ｆ、１時間、５°Ｆ／分で１００
０°Ｆに冷却、ＡＣＳＴＡ熱処理：指示溶液温度で３０
分、水中急冷；１０００°Ｆで４時間エージング、ＡＣ
表 ３ 実施
例２（１０ｖ／ｏイットリア／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）
の押出バーに
対する室温引張試験結果 状 態 Ｅ，ｍ
ｓｉ ＹＳ， ｋｓｉ ＵＴＳ，ｋｓｉ
εｆ，％ ＲＡ， ％ ＨＲ
Ｃ 押 出 １８．５
１３８．１ １４５．０ ２．５
８ ４．２８ ３９．０
１８．２ １３９
．６ １４９．６ ２．９９
１．０７ ４１．０
１７．３ １４７．９
１５１．４ ２．１７
１．８８ ３８．０
アニールド １
７．６ １４７．４ １５３．９
２．４２ ２．６９
３６．０ １８．０
１４５．３ １５０．５
２．２０ −−−− ３７
．０ １７．３
１４０．２ １４８．３ ２
．６３ １．７１ ３５．０
１
５００°Ｆ−ＳＴＡ １７．６ １５６．３
１６１．８ ２．１７
２．４７ ３７．５
１７．８ １５６．５
１６２．６ １．８８
２．４６ ３７．０
１７００°Ｆ−ＳＴＡ
１７．５ １５７．１ １６５．
６ １．７２ １．６２
３６．０ １８
．０ １５２．２ １６０．６
２．１７ ４．２５
３９．０ １７．８
１５０．６ １６１．９
２．７９ １．２９ ３９．
０
１９００°Ｆ−ＳＴＡ １７．８ １５０
．６ １５０．６ １．０７
１．３９ ３９．０
１７．４ １５１．１
１５９．５ ３．２６
２．２５ ３９．０
１８．６ １５２．５
１６０．２ ２．３３ ２
．４６ ３９．５ Ｅ ＝ヤング
率 ＹＳ ＝降伏強さ、０．２％オフセットＵＴＳ＝極限
引張強さ εｆ ＝破損ひずみ（ＲＴ）；高温における１イン
チ中の伸び ＲＡ ＝断面収縮率 ＨＲＣ＝ロックウェルＣ硬度 アニール：１３５０°Ｆ、１時間、５°Ｆ／分で１００
０°Ｆに冷却、ＡＣＳＴＡ熱処理：指示溶液温度で３０
分、水中急冷；１０００°Ｆで４時間エージング、ＡＣ
【００１８】
表 ４ 実施例３（２
０ｖ／ｏイットリア／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）
の押出バーに対する引
張試験結果 試験温度
状 態 °Ｆ Ｅ， ｍｓｉ ＹＳ，
ｋｓｉ ＵＴＳ，ｋｓｉ εｆ，％ ＲＡ，
％ ＨＲＣ 押 出
ＲＴ １９．０ １１４．５
１２８．８ １．９５ １．２１ ４
２．５ ＲＴ
１８．５ １２５．１ １２９
．７ １．３８ １．６１ ４３．０
ＲＴ
１７．１ １２８．２ １３１．１
１．１５ １．４９ ４１．０
アニールド ＲＴ １８．８ １
２４．１ １２８．０ ０．９５
−−−− ４０．５
ＲＴ １７．９ １２３．
０ １２８．７ １．０７ −−−
− ４０．０
８００ −−−− ７１．０
７６．３ ０．５０ １．１
−−−−
１５００°Ｆ−ＳＴＡ ＲＴ
１８．４ １２６．６ １２９．３
０．８９ −−−− ４２．５
ＲＴ １
７．３ −−−− １２９．１
０．９３ −−−− ４２．０
１
７００°Ｆ−ＳＴＡ ＲＴ １８．０
１２６．４ １２６．４ ０．９０
−−−− ４２．０
ＲＴ １８．３ １２
６．９ １３２．７ １．０２ −
−−− ４１．５
６００ −−−− −−−−
８６．７ ０．５０ １．１
−−−−
８００ −−−− −−−−
８５．３ １．００ −−−−
−−−− １０
００ −−−− ７５．３ ７
８．２ １．５０ −−−− −−−
− Ｅ ＝ヤング率 ＹＳ ＝降伏強さ、０．２％オフセットＵＴＳ＝極限
引張強さ εｆ ＝破損ひずみ（ＲＴ）；高温における１イン
チ中の伸び ＲＡ ＝断面収縮率 ＨＲＣ＝ロックウェルＣ硬度 アニール：１３５０°Ｆ、１時間、５°Ｆ／分で１００
０°Ｆに冷却、ＡＣＳＴＡ熱処理：指示溶液温度で３０
分、水中急冷；１０００°Ｆで４時間エージング、ＡＣ
表 ４ 実施例３（２
０ｖ／ｏイットリア／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）
の押出バーに対する引
張試験結果 試験温度
状 態 °Ｆ Ｅ， ｍｓｉ ＹＳ，
ｋｓｉ ＵＴＳ，ｋｓｉ εｆ，％ ＲＡ，
％ ＨＲＣ 押 出
ＲＴ １９．０ １１４．５
１２８．８ １．９５ １．２１ ４
２．５ ＲＴ
１８．５ １２５．１ １２９
．７ １．３８ １．６１ ４３．０
ＲＴ
１７．１ １２８．２ １３１．１
１．１５ １．４９ ４１．０
アニールド ＲＴ １８．８ １
２４．１ １２８．０ ０．９５
−−−− ４０．５
ＲＴ １７．９ １２３．
０ １２８．７ １．０７ −−−
− ４０．０
８００ −−−− ７１．０
７６．３ ０．５０ １．１
−−−−
１５００°Ｆ−ＳＴＡ ＲＴ
１８．４ １２６．６ １２９．３
０．８９ −−−− ４２．５
ＲＴ １
７．３ −−−− １２９．１
０．９３ −−−− ４２．０
１
７００°Ｆ−ＳＴＡ ＲＴ １８．０
１２６．４ １２６．４ ０．９０
−−−− ４２．０
ＲＴ １８．３ １２
６．９ １３２．７ １．０２ −
−−− ４１．５
６００ −−−− −−−−
８６．７ ０．５０ １．１
−−−−
８００ −−−− −−−−
８５．３ １．００ −−−−
−−−− １０
００ −−−− ７５．３ ７
８．２ １．５０ −−−− −−−
− Ｅ ＝ヤング率 ＹＳ ＝降伏強さ、０．２％オフセットＵＴＳ＝極限
引張強さ εｆ ＝破損ひずみ（ＲＴ）；高温における１イン
チ中の伸び ＲＡ ＝断面収縮率 ＨＲＣ＝ロックウェルＣ硬度 アニール：１３５０°Ｆ、１時間、５°Ｆ／分で１００
０°Ｆに冷却、ＡＣＳＴＡ熱処理：指示溶液温度で３０
分、水中急冷；１０００°Ｆで４時間エージング、ＡＣ
【００１９】
表 ５ 実施
例２（１０ｖ／ｏイットリア／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）
の押出バーに
対する高温引張試験結果
試験温度 ０．２％
伸 び
状 態 °Ｆ Ｙ
Ｓ， ｋｓｉ ＵＴＳ，ｋｓｉ
％ ＲＡ， ％ アニールド
４００ ９８．２
１０７．９ ５．０
１２．５
６００ ８７．７
９７．１ ５．５
６．５ ６
００ ８９．３
９７．８ ５．０ ６．５
８００
７８．２ ８８．
２ ２．０ ７．６
８００
７６．８ ８９．３
５．０ ６．５
１０００
６６．２ ７２．３
４．５ ５．５
１０００ ６
７．５ ７３．８ ３
．５ ８．５
１２００ ４３．８
５３．７ ５．５
１３．５
１２００ ４６．４
５５．５ ８．０
１３．５
１４００ ２３．１
３０．５ １４．０
１９．５
１５００°Ｆ−ＳＴＡ ６００
８５．４ ９８．２
４．５ １０．４
８００
７９．５ ８９．９
３．５ ９．４
１０００
６８．２ ７９．７
４．０ ９．４
１７００°Ｆ−Ｓ
ＴＡ ４００ １１２．７
１２３．８ ３．０
９．５
４００ １１５．６
１２５．５ ３．０
９．５
６００ ９９．６
１０６．０ ２．０ ７．
６ ６００
９５．４ １０８
．１ ３．０ ６．５
８００
８７．３ ９８．２
１．５ ９．８
８００
８７．９ ９３．４
３．５ ８．５
１０００
７５．１ ８５．８
５．５ ６．５
１０００ ７４．
８ ８３．８ ３．０
７．５
１２００ ４９．４
５２．４ ８．５
１３．５
１２００ ４６．０
５０．９ ８．５
１１．５
１４００ ＊
３３．８ １５．０ １８
．５
１９００°Ｆ−ＳＴＡ ４００
１１３．１ １１９．９
３．５ ６．５
６００
９６．３ １０６．６
４．５ ８．５
８００ ８
３．１ ９１．５ ３
．５ １０．５
８００ ８４．６
９８．０ ３．０
８．５
１０００ ７１．０
８０．５ ３．５
６．５
１０００ ７２．６
７９．４ ３．０
７．５ １
２００ ４８．４
５６．２ ８．５ １１．
５ ＊ 伸び計スリップ；ＹＳ測定せず
表２は実施例１の組成物に対する引張試験結果を示す。 平均弾性率は１７．０ｍｓｉであり、それは非合金化チ
タン（１５．５ｍｓｉ ）より約１０％高い。
表 ５ 実施
例２（１０ｖ／ｏイットリア／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）
の押出バーに
対する高温引張試験結果
試験温度 ０．２％
伸 び
状 態 °Ｆ Ｙ
Ｓ， ｋｓｉ ＵＴＳ，ｋｓｉ
％ ＲＡ， ％ アニールド
４００ ９８．２
１０７．９ ５．０
１２．５
６００ ８７．７
９７．１ ５．５
６．５ ６
００ ８９．３
９７．８ ５．０ ６．５
８００
７８．２ ８８．
２ ２．０ ７．６
８００
７６．８ ８９．３
５．０ ６．５
１０００
６６．２ ７２．３
４．５ ５．５
１０００ ６
７．５ ７３．８ ３
．５ ８．５
１２００ ４３．８
５３．７ ５．５
１３．５
１２００ ４６．４
５５．５ ８．０
１３．５
１４００ ２３．１
３０．５ １４．０
１９．５
１５００°Ｆ−ＳＴＡ ６００
８５．４ ９８．２
４．５ １０．４
８００
７９．５ ８９．９
３．５ ９．４
１０００
６８．２ ７９．７
４．０ ９．４
１７００°Ｆ−Ｓ
ＴＡ ４００ １１２．７
１２３．８ ３．０
９．５
４００ １１５．６
１２５．５ ３．０
９．５
６００ ９９．６
１０６．０ ２．０ ７．
６ ６００
９５．４ １０８
．１ ３．０ ６．５
８００
８７．３ ９８．２
１．５ ９．８
８００
８７．９ ９３．４
３．５ ８．５
１０００
７５．１ ８５．８
５．５ ６．５
１０００ ７４．
８ ８３．８ ３．０
７．５
１２００ ４９．４
５２．４ ８．５
１３．５
１２００ ４６．０
５０．９ ８．５
１１．５
１４００ ＊
３３．８ １５．０ １８
．５
１９００°Ｆ−ＳＴＡ ４００
１１３．１ １１９．９
３．５ ６．５
６００
９６．３ １０６．６
４．５ ８．５
８００ ８
３．１ ９１．５ ３
．５ １０．５
８００ ８４．６
９８．０ ３．０
８．５
１０００ ７１．０
８０．５ ３．５
６．５
１０００ ７２．６
７９．４ ３．０
７．５ １
２００ ４８．４
５６．２ ８．５ １１．
５ ＊ 伸び計スリップ；ＹＳ測定せず
表２は実施例１の組成物に対する引張試験結果を示す。 平均弾性率は１７．０ｍｓｉであり、それは非合金化チ
タン（１５．５ｍｓｉ ）より約１０％高い。
【００２０】表４は２０ｖ／ｏイットリア（実施例３）
に対する引張試験結果を示す。熱処理応答のないことは
６０％Ａｌ−４％Ｖマスター合金とチタンとの不完全合
金化に帰さられる。表３及び５は実施例２の組成の物質
（１０体積％Ｙ２ Ｏ３ ／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）に対
する結果を示す。この複合体に対する平均弾性率は１７
．８ｍｓｉ であり、それは非強化Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ
合金に対するより約２ｍｓｉ 高い。さらに、該物質は
ＳＴＡ熱処理によく応答した。
に対する引張試験結果を示す。熱処理応答のないことは
６０％Ａｌ−４％Ｖマスター合金とチタンとの不完全合
金化に帰さられる。表３及び５は実施例２の組成の物質
（１０体積％Ｙ２ Ｏ３ ／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）に対
する結果を示す。この複合体に対する平均弾性率は１７
．８ｍｓｉ であり、それは非強化Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ
合金に対するより約２ｍｓｉ 高い。さらに、該物質は
ＳＴＡ熱処理によく応答した。
【００２１】本発明の好ましい態様の前記記載は例示及
び説明のために提供された。それは網羅的であると、又
は本発明を開示した正確な形態に制限するとするもので
はない。明らかに、多くの改変又は変更が前記開示に照
らして可能である。それらの態様は本発明の原理及びそ
の実際の適用を最もよく説明し、それにより当業者が本
発明を種々の態様及び改変で最良に利用できるために選
択され、記載された。本発明の範囲は特許請求の範囲に
より規定されるものである。
び説明のために提供された。それは網羅的であると、又
は本発明を開示した正確な形態に制限するとするもので
はない。明らかに、多くの改変又は変更が前記開示に照
らして可能である。それらの態様は本発明の原理及びそ
の実際の適用を最もよく説明し、それにより当業者が本
発明を種々の態様及び改変で最良に利用できるために選
択され、記載された。本発明の範囲は特許請求の範囲に
より規定されるものである。
Claims (10)
- 【請求項１】 金属がＴｉ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ
、Ｔｉ合金、Ｃｏ基合金、Ｔｉ、Ｎｂ及びＮｉのアルミ
ニド、並びにそれらの混合物からなる群から選ばれる金
属マトリックス中に分散された溶融イットリアの混合物
を含む金属複合体。 - 【請求項２】 金属マトリックスがＴｉである、請求
項１に記載の金属複合体。 - 【請求項３】 金属マトリックスがＴｉ合金である、
請求項１に記載の金属複合体。 - 【請求項４】 金属マトリックスが低塩化物含有Ｔｉ
金属である、請求項２に記載の金属複合体。 - 【請求項５】 金属マトリックスが低塩化物含有Ｔｉ
合金である、請求項３に記載の金属複合体。 - 【請求項６】 Ｔｉ合金２０がＴｉ−Ａｌ−Ｖを含む
、請求項３に記載の金属複合体。 - 【請求項７】 溶融イットリアが複合体の約５〜４０
体積％含まれる、請求項２に記載の複合体。 - 【請求項８】 溶融イットリアの量が５〜３０体積％
である、請求項７に記載の複合体。 - 【請求項９】 溶融イットリアの粒径が１〜４４ミク
ロンの範囲内にある、請求項８に記載の複合体。 - 【請求項１０】 金属強化複合体を製造する方法であ
って、 ａ．粒状金属マトリックスをＴｉ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｏ、Ａｌ、Ｔｉ合金、Ｃｏ基合金、Ｔｉ、Ｎｂ及びＮ
ｉのアルミニド、又はそれらの混合物からなる群から選
ぶこと； ｂ．前記マトリックス物質の前記粒子を粒状溶融イット
リアと混合して混合物を形成すること；及びｃ．前記混
合物を、前記混合物の前記粒子を圧密して金属強化複合
体を形成するに足る時間、高い温度及び圧力で加熱する
こと、を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/547,664 US5120350A (en) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Fused yttria reinforced metal matrix composites and method |
| US547664 | 2000-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04308056A true JPH04308056A (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=24185614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3163143A Pending JPH04308056A (ja) | 1990-07-03 | 1991-07-03 | 溶融イットリア強化金属マトリックス複合体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5120350A (ja) |
| EP (1) | EP0465101A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04308056A (ja) |
| CA (1) | CA2043875A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256368A (en) * | 1992-07-31 | 1993-10-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Pressure-reaction synthesis of titanium composite materials |
| DE19539303A1 (de) * | 1995-10-23 | 1997-04-24 | Dechema | Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von über den pulvermetallurgischen Verfahrensweg hergestellten Werkstoffen auf der Basis TiAl |
| US8043404B2 (en) * | 2005-02-22 | 2011-10-25 | Dynamet Technology, Inc. | High extrusion ratio titanium metal matrix composites |
| US8790438B2 (en) | 2009-12-29 | 2014-07-29 | Nokia Corporation | Colored metal |
| JP2017222904A (ja) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 釧機科技有限公司 | チタン複合材料及びその製造方法 |
| CN114058901B (zh) * | 2021-11-16 | 2022-08-23 | 东北大学 | 亚微米氧化钇颗粒增韧的高性能近α粉末冶金钛合金及其制法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3507630A (en) * | 1966-06-21 | 1970-04-21 | Joseph Rezek | Dispersion hardening of zirconium with fused yttria |
| US3679403A (en) * | 1970-05-05 | 1972-07-25 | Rmi Co | Method of improving macrostructure of titanium-base alloy products |
| US3864093A (en) * | 1972-11-17 | 1975-02-04 | Union Carbide Corp | High-temperature, wear-resistant coating |
| US4259112A (en) * | 1979-04-05 | 1981-03-31 | Dwa Composite Specialties, Inc. | Process for manufacture of reinforced composites |
| EP0035602B1 (de) * | 1980-03-03 | 1984-07-04 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung einer Gedächtnislegierung auf der Basis von Kupfer, Zink und Aluminium |
| US4402746A (en) * | 1982-03-31 | 1983-09-06 | Exxon Research And Engineering Co. | Alumina-yttria mixed oxides in dispersion strengthened high temperature alloys |
| US4619699A (en) * | 1983-08-17 | 1986-10-28 | Exxon Research And Engineering Co. | Composite dispersion strengthened composite metal powders |
| US4578114A (en) * | 1984-04-05 | 1986-03-25 | Metco Inc. | Aluminum and yttrium oxide coated thermal spray powder |
| FR2567153B1 (fr) * | 1984-07-06 | 1991-04-12 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede d'elaboration, par metallurgie des poudres, d'alliage a base de titane a faible dimension de grain |
| JPS6299433A (ja) * | 1985-10-26 | 1987-05-08 | Natl Res Inst For Metals | イツトリヤ粒子分散型γ′相析出強化ニツケル基耐熱合金 |
| US4885214A (en) * | 1988-03-10 | 1989-12-05 | Texas Instruments Incorporated | Composite material and methods for making |
-
1990
- 1990-07-03 US US07/547,664 patent/US5120350A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-06-04 CA CA002043875A patent/CA2043875A1/en not_active Abandoned
- 1991-06-25 EP EP91305760A patent/EP0465101A1/en not_active Withdrawn
- 1991-07-03 JP JP3163143A patent/JPH04308056A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2043875A1 (en) | 1992-01-04 |
| EP0465101A1 (en) | 1992-01-08 |
| US5120350A (en) | 1992-06-09 |
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