JPH04318138A - 高温耐酸化性に優れたＴｉＡｌ基合金材料 - Google Patents
高温耐酸化性に優れたＴｉＡｌ基合金材料Info
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- JPH04318138A JPH04318138A JP11224691A JP11224691A JPH04318138A JP H04318138 A JPH04318138 A JP H04318138A JP 11224691 A JP11224691 A JP 11224691A JP 11224691 A JP11224691 A JP 11224691A JP H04318138 A JPH04318138 A JP H04318138A
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- Japan
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- tial
- oxidation
- alloy material
- partial pressure
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は航空機用タービンエンジ
ン、発電用ガスタービン、自絢車用エンジン、高速回転
体などの高温耐熱強度材に用いるのに適した高温耐酸化
性を向上したＴｉＡｌ基合金に関するものである。
ン、発電用ガスタービン、自絢車用エンジン、高速回転
体などの高温耐熱強度材に用いるのに適した高温耐酸化
性を向上したＴｉＡｌ基合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＡｌ基合金の従来技術には以下に示
す様なものが挙げられる。成分系では常温延性と高温耐
酸化性向上を主眼としたものが主である。常温延性を向
上したものではＴｉＡｌ−０〜４ｗ％Ｖの組成で室温引
張延性１．５％を達成したもの［米４２９４６１５（Ｏ
ｃｔ．１３，１９８１）Ｕｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐ、特開昭５６−４１３４４号
］、ＴｉＡｌ−０．１〜５ｗ％Ｍｎの組成で室温圧縮率
４８．５％のもの［米４６６１３１６（Ａｐｒ．２８．
１９８７）金属材料技術研究所、特開昭６１−４１７４
０号］、ＴｉＡｌ−０．５〜５０ｗ％Ａｇの組成で室温
圧縮率２０．９％のもの［特開昭５８−１２３８４７号
、金属材料技術研究所］がある。高温耐酸化性向上を主
眼としたものではＴｉＡｌ−０．２〜１．０ｗ％Ｓｉ−
０．１〜５．０ｗ％Ｍｎの組成により高温耐酸化性と常
温延性の両者の向上をはかるもの［特開昭６３−１１１
１５２号、金属材料技術研究所］がある。また、高温で
の加工改善ではＴｉＡｌ−０．００５〜０．２ｗ％Ｂの
組成で、９００の℃引張延性が５３．０％を達成したも
の［特開昭６３−１２５６６３４号、川崎重工］、Ｔｉ
Ａｌ−０．２〜５．０ｗ％Ｓｉ−０．０２〜０．３ｗ％
Ｂの組成で９００℃引張延性が３０〜４０％得られたも
の［特開昭６３−１１４９３０号、大同特殊鋼］がある
。さらに析出物、偏析の少ない急冷ＴｉＡｌを狙ったも
の［特開昭６２−２５６９０２号、新日鐵］もある。
す様なものが挙げられる。成分系では常温延性と高温耐
酸化性向上を主眼としたものが主である。常温延性を向
上したものではＴｉＡｌ−０〜４ｗ％Ｖの組成で室温引
張延性１．５％を達成したもの［米４２９４６１５（Ｏ
ｃｔ．１３，１９８１）Ｕｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐ、特開昭５６−４１３４４号
］、ＴｉＡｌ−０．１〜５ｗ％Ｍｎの組成で室温圧縮率
４８．５％のもの［米４６６１３１６（Ａｐｒ．２８．
１９８７）金属材料技術研究所、特開昭６１−４１７４
０号］、ＴｉＡｌ−０．５〜５０ｗ％Ａｇの組成で室温
圧縮率２０．９％のもの［特開昭５８−１２３８４７号
、金属材料技術研究所］がある。高温耐酸化性向上を主
眼としたものではＴｉＡｌ−０．２〜１．０ｗ％Ｓｉ−
０．１〜５．０ｗ％Ｍｎの組成により高温耐酸化性と常
温延性の両者の向上をはかるもの［特開昭６３−１１１
１５２号、金属材料技術研究所］がある。また、高温で
の加工改善ではＴｉＡｌ−０．００５〜０．２ｗ％Ｂの
組成で、９００の℃引張延性が５３．０％を達成したも
の［特開昭６３−１２５６６３４号、川崎重工］、Ｔｉ
Ａｌ−０．２〜５．０ｗ％Ｓｉ−０．０２〜０．３ｗ％
Ｂの組成で９００℃引張延性が３０〜４０％得られたも
の［特開昭６３−１１４９３０号、大同特殊鋼］がある
。さらに析出物、偏析の少ない急冷ＴｉＡｌを狙ったも
の［特開昭６２−２５６９０２号、新日鐵］もある。
【０００３】ＴｉＡｌ基合金はその耐酸化性において純
Ｔｉや実用Ｔｉ合金と比べれば、かなり良好である。し
かし、それでも８００℃以上の高温では代表的なＮｉ基
の超合金Ｉｎｃｏｎｅ１７１３Ｃなどに比べるとその耐
酸化性ははるかに劣る。この改善策とし低酸素分圧下で
の熱処理技術がある［学振耐熱金属材料第１２３委研究
報告、３１（１９８０）２９７：日本金属学会誌、５３
（１９８９）２５１：Ｐｒｏｃ．ｌｓｔ Ｊａｐａｎ
Ｉｎｔｅｒｎ．ＳＡＭＰＥ Ｓｙｍｐ．ＴｈｅＮ
ＩＫＫＡＮ ＫＯＧＹＯ ＳＨＩＭＢＵＮ，ＬＴＤ
．，（１９８９・１０）１６１］。低酸素分圧下熱処理
としては約１０００℃、真空度６．７×１０−３Ｐａの
条件で処理する耐酸化特性がＩｎｃｏｎｅ１７１３Ｃよ
り優れたものが得られる。しかし、９５０℃以上ではそ
の効果が落ち、さらに繰り返し酸化を行うと表面上のア
ルミナが剥離するという問題がある。一旦、保護膜であ
るアルミナが剥離してしまうと酸化は保護膜がないのと
同じ状態で進行し、低酸素分圧熱処理効果が完全に失わ
れてしまう。このことは繰り返し加熱が付加される実際
の材料使用条件下では重要な問題となる。
Ｔｉや実用Ｔｉ合金と比べれば、かなり良好である。し
かし、それでも８００℃以上の高温では代表的なＮｉ基
の超合金Ｉｎｃｏｎｅ１７１３Ｃなどに比べるとその耐
酸化性ははるかに劣る。この改善策とし低酸素分圧下で
の熱処理技術がある［学振耐熱金属材料第１２３委研究
報告、３１（１９８０）２９７：日本金属学会誌、５３
（１９８９）２５１：Ｐｒｏｃ．ｌｓｔ Ｊａｐａｎ
Ｉｎｔｅｒｎ．ＳＡＭＰＥ Ｓｙｍｐ．ＴｈｅＮ
ＩＫＫＡＮ ＫＯＧＹＯ ＳＨＩＭＢＵＮ，ＬＴＤ
．，（１９８９・１０）１６１］。低酸素分圧下熱処理
としては約１０００℃、真空度６．７×１０−３Ｐａの
条件で処理する耐酸化特性がＩｎｃｏｎｅ１７１３Ｃよ
り優れたものが得られる。しかし、９５０℃以上ではそ
の効果が落ち、さらに繰り返し酸化を行うと表面上のア
ルミナが剥離するという問題がある。一旦、保護膜であ
るアルミナが剥離してしまうと酸化は保護膜がないのと
同じ状態で進行し、低酸素分圧熱処理効果が完全に失わ
れてしまう。このことは繰り返し加熱が付加される実際
の材料使用条件下では重要な問題となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は耐酸化性を有
し、かつ繰り返し酸化における耐酸化性の自己修復性を
有するＴｉＡｌ基合金材料を提供するものである。
し、かつ繰り返し酸化における耐酸化性の自己修復性を
有するＴｉＡｌ基合金材料を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を達
成するために、まず、マトリックスに、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ
（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）の元素の１種また
は２種以上を微量添加し、マトリックス自体の耐酸化性
能を向上した上で、低酸素分圧にて処理を行うことによ
り材料表面上に耐酸化性のアルミナ皮膜を生成させ、耐
温耐酸化性かつ、繰り返し酸化の際の自己修復性を強化
することを特徴とするＴｉＡｌ基合金を提供するもので
ある。すなわち、Ｔｉ４０〜５３原子％、Ａｌ６０〜４
７原子％から成るＴｉＡｌ基合金のマトリックス中に、
Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）の
元素の１種または２種以上を１００〜１０００原子ｐｐ
ｍ添加し、マトリックス自体の耐酸化性を向上し、自己
修復能力を高めた上で、９５０〜１１００℃、真空度１
．０×１０−３Ｐａ〜１０．０×１０−３Ｐａの条件で
低酸素分圧処理を行うことにより、材料表面上に高酸化
性のアルミナ皮膜を生成した高温耐酸化性かつ、繰り返
し酸化の際の自己修復性を特徴とするＴｉＡｌ基合金を
提供するものである。
成するために、まず、マトリックスに、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ
（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）の元素の１種また
は２種以上を微量添加し、マトリックス自体の耐酸化性
能を向上した上で、低酸素分圧にて処理を行うことによ
り材料表面上に耐酸化性のアルミナ皮膜を生成させ、耐
温耐酸化性かつ、繰り返し酸化の際の自己修復性を強化
することを特徴とするＴｉＡｌ基合金を提供するもので
ある。すなわち、Ｔｉ４０〜５３原子％、Ａｌ６０〜４
７原子％から成るＴｉＡｌ基合金のマトリックス中に、
Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ（Ｖｂ族）、Ｓｅ、Ｔｅ（ＶＩｂ族）の
元素の１種または２種以上を１００〜１０００原子ｐｐ
ｍ添加し、マトリックス自体の耐酸化性を向上し、自己
修復能力を高めた上で、９５０〜１１００℃、真空度１
．０×１０−３Ｐａ〜１０．０×１０−３Ｐａの条件で
低酸素分圧処理を行うことにより、材料表面上に高酸化
性のアルミナ皮膜を生成した高温耐酸化性かつ、繰り返
し酸化の際の自己修復性を特徴とするＴｉＡｌ基合金を
提供するものである。
【０００６】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の構成要素として、Ｔｉ量を４０〜５３原子％の範
囲としたのは、ＴｉＡｌ金属間化合物の単一相もしくは
一部Ｔｉ３Ａｌを第二相として含む組成域とするためで
ある。これ以上の組成では他の第二相の混在があるため
、好ましくない。即ち、Ｔｉ量が４０原子％未満では第
二相としてＡｌ２ＴｉもしくはＡｌ３Ｔｉが存在し、こ
れらの化合物は脆性であるため好ましくない。また、Ｔ
ｉ量が５３原子％を越えると第二相としてのＴｉ３Ａｌ
の量が増大する。Ｔｉ３Ａｌは高温強度がＴｉＡｌより
も低く、かつ低延性のＴｉ３Ａｌの構成割合が高いこと
は延性向上の点から好ましくない。本発明ではＰ、Ａｓ
、Ｓｂ、Ｓｅ、およびＴｅの元素を１種または２種以上
１０〜１０００原子ｐｐｍ添加するが、これはこれによ
ってＴｉ酸化物の成長を抑制し、高温における耐酸化性
を向上させるのである。また、本発明において、９５０
〜１１００℃、真空度１．０×１０−３Ｐａ〜１０．０
×１０−３Ｐａの条件で低酸素分圧にて処理を行うこと
は、材料表面上に高耐酸化性のアルミナ皮膜を高密度状
態で生成することにより、酸素の拡散を遮断し、高温耐
酸化性を保つものである。また、この皮膜が繰り返し加
熱による熱応力により剥離したとしても、先に述べた添
加元素効果により、マトリック自体に自己修復能力があ
るために、耐酸化性の劣化を防ぐことができる。
発明の構成要素として、Ｔｉ量を４０〜５３原子％の範
囲としたのは、ＴｉＡｌ金属間化合物の単一相もしくは
一部Ｔｉ３Ａｌを第二相として含む組成域とするためで
ある。これ以上の組成では他の第二相の混在があるため
、好ましくない。即ち、Ｔｉ量が４０原子％未満では第
二相としてＡｌ２ＴｉもしくはＡｌ３Ｔｉが存在し、こ
れらの化合物は脆性であるため好ましくない。また、Ｔ
ｉ量が５３原子％を越えると第二相としてのＴｉ３Ａｌ
の量が増大する。Ｔｉ３Ａｌは高温強度がＴｉＡｌより
も低く、かつ低延性のＴｉ３Ａｌの構成割合が高いこと
は延性向上の点から好ましくない。本発明ではＰ、Ａｓ
、Ｓｂ、Ｓｅ、およびＴｅの元素を１種または２種以上
１０〜１０００原子ｐｐｍ添加するが、これはこれによ
ってＴｉ酸化物の成長を抑制し、高温における耐酸化性
を向上させるのである。また、本発明において、９５０
〜１１００℃、真空度１．０×１０−３Ｐａ〜１０．０
×１０−３Ｐａの条件で低酸素分圧にて処理を行うこと
は、材料表面上に高耐酸化性のアルミナ皮膜を高密度状
態で生成することにより、酸素の拡散を遮断し、高温耐
酸化性を保つものである。また、この皮膜が繰り返し加
熱による熱応力により剥離したとしても、先に述べた添
加元素効果により、マトリック自体に自己修復能力があ
るために、耐酸化性の劣化を防ぐことができる。
【０００７】図１に最適条件の低酸素分圧熱処理（１０
００℃、真空度６．７×１０−３Ｐａ、処理時間１０時
間）を施した ＴｉＡｌ（５０原子％Ａｌ）、 ＴｉＡｌ（５０原子％Ａｌ）−３００ａｔ．ｐｐｍＰ、
ＴｉＡｌ（５０原子％Ａｌ）−６００ａｔ．ｐｐｍＰの
３種の試料における９００℃での酸化特性を示したもの
である。ここで、縦軸は酸化増量を、横軸は酸化時間を
示す。繰り返し酸化の初期段階においては試料表面のア
ルミナ膜の剥離がまだ起こっていないために３試料とも
良好な耐酸化特性を示している。しかし、５０時間の時
点から剥離が生じ、急激な酸化が起こっているのに対し
、Ｐ添加材では酸化増量の急激な増加を抑えているのが
認められ、顕著なＰ添加による自己修復効果を示してい
る。Ｐ等の添加元素が１０原子ｐｐｍ未満では上記効果
は得られず、また、１０００原子ｐｐｍを越えると材料
の加工性の劣化をもたらす。
００℃、真空度６．７×１０−３Ｐａ、処理時間１０時
間）を施した ＴｉＡｌ（５０原子％Ａｌ）、 ＴｉＡｌ（５０原子％Ａｌ）−３００ａｔ．ｐｐｍＰ、
ＴｉＡｌ（５０原子％Ａｌ）−６００ａｔ．ｐｐｍＰの
３種の試料における９００℃での酸化特性を示したもの
である。ここで、縦軸は酸化増量を、横軸は酸化時間を
示す。繰り返し酸化の初期段階においては試料表面のア
ルミナ膜の剥離がまだ起こっていないために３試料とも
良好な耐酸化特性を示している。しかし、５０時間の時
点から剥離が生じ、急激な酸化が起こっているのに対し
、Ｐ添加材では酸化増量の急激な増加を抑えているのが
認められ、顕著なＰ添加による自己修復効果を示してい
る。Ｐ等の添加元素が１０原子ｐｐｍ未満では上記効果
は得られず、また、１０００原子ｐｐｍを越えると材料
の加工性の劣化をもたらす。
【０００８】本発明のＶｂ族（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ）または
Ｖｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）元素を添加したＴｉＡｌ基合金の
製造方法は次の通りである。すなわち、Ｔｉ４０〜５３
原子％、Ａｌ６０〜４７原子％にＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｅ
、Ｔｅの元素の何れか一種以上を１０〜１０００原子ｐ
ｐｍ添加したものを一旦真空（１０−６ｔｏｒｒ以上）
にし、Ａｒガス雰囲気に置換した環境下で溶融点以上、
かつ坩堝との反応を避けるため、１４００〜１５００℃
に加熱し、溶融、凝固する。ａｓ−ｃａｓｔ状態のまま
では均一な組織が得られないため、前記と同様の不活性
ガス雰囲気中において規則化焼鈍を行う。これは完全な
Ｌ１８型の規則結晶構造を得るためにはＴｉとＡｌを高
温で拡散しなければならないためである。規則化焼鈍の
温度は８００℃以上であれば目的を達することができる
が、９００〜１１００℃の温度範囲が必要である。また
、加熱時間は規則化のための原子拡散に時間が必要であ
るため、高温では短時間となるが、完全に規則化させる
ためには２４時間以上とすることが望ましい。処理後の
本発明ＴｉＡｌ基合金が規則化していることは、Ｘ線デ
ィフラクトメーターにより、各ピークがＴｉＡｌ金属間
化合物のＬ１０型構造に相当することを確認すればよい
。
Ｖｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）元素を添加したＴｉＡｌ基合金の
製造方法は次の通りである。すなわち、Ｔｉ４０〜５３
原子％、Ａｌ６０〜４７原子％にＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｅ
、Ｔｅの元素の何れか一種以上を１０〜１０００原子ｐ
ｐｍ添加したものを一旦真空（１０−６ｔｏｒｒ以上）
にし、Ａｒガス雰囲気に置換した環境下で溶融点以上、
かつ坩堝との反応を避けるため、１４００〜１５００℃
に加熱し、溶融、凝固する。ａｓ−ｃａｓｔ状態のまま
では均一な組織が得られないため、前記と同様の不活性
ガス雰囲気中において規則化焼鈍を行う。これは完全な
Ｌ１８型の規則結晶構造を得るためにはＴｉとＡｌを高
温で拡散しなければならないためである。規則化焼鈍の
温度は８００℃以上であれば目的を達することができる
が、９００〜１１００℃の温度範囲が必要である。また
、加熱時間は規則化のための原子拡散に時間が必要であ
るため、高温では短時間となるが、完全に規則化させる
ためには２４時間以上とすることが望ましい。処理後の
本発明ＴｉＡｌ基合金が規則化していることは、Ｘ線デ
ィフラクトメーターにより、各ピークがＴｉＡｌ金属間
化合物のＬ１０型構造に相当することを確認すればよい
。
【０００９】次の段階の処理である低酸素分圧下での熱
処理は９５０〜１１００℃、真空度１．０×１０−３Ｐ
ａ〜１０．０×１０−３Ｐａの条件で低酸素分圧処理を
行うが、１０００℃、真空度７．０×１０−３Ｐａ条件
で１０時間以上焼鈍することが望ましい。これはこの条
件で生成したアルミナが最適の密度および密着性を有す
るためである。こうして得られたＶｂ族（Ｐ、Ａｓ、Ｓ
ｂ）およびＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）元素を微量添加し、
低酸素分圧下熱処理を施したＴｉＡｌ基合金は従来材に
比較して高温耐酸化特性において顕著な向上が見られる
。
処理は９５０〜１１００℃、真空度１．０×１０−３Ｐ
ａ〜１０．０×１０−３Ｐａの条件で低酸素分圧処理を
行うが、１０００℃、真空度７．０×１０−３Ｐａ条件
で１０時間以上焼鈍することが望ましい。これはこの条
件で生成したアルミナが最適の密度および密着性を有す
るためである。こうして得られたＶｂ族（Ｐ、Ａｓ、Ｓ
ｂ）およびＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）元素を微量添加し、
低酸素分圧下熱処理を施したＴｉＡｌ基合金は従来材に
比較して高温耐酸化特性において顕著な向上が見られる
。
【００１０】次に、本発明のＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｅおよ
びＴｅ元素添加と低酸素分圧下熱処理の複合効果による
高温耐酸化性向上の理由について説明する。高温耐酸化
性は材料表面上にできた酸化皮膜が酸素の浸透を防ぐこ
とにより向上する。低酸素分圧下での熱処理によりＴｉ
Ａｌ基合金表面上に緻密なアルミナ皮膜を形成すること
ができる。この皮膜が完全にマトリックスと大気との接
触を遮断するならば、酸化の進行は完全にストップする
ことが期待される。しかし、繰り返し加熱により生じた
熱応力によりこのアルミナ皮膜が剥離した場合にはマト
リックスが直接、大気に接触することとなり、急激な酸
化の進行が予想される。しかし、マトリックス自体に酸
化層の自己修復機能が備わっているならば、アルミナ層
の剥離後も耐酸化性を維持することができる。本発明の
合金で高温耐酸化性が向上する理由はＶｂ族（Ｐ、Ａｓ
、Ｓｂ）またはＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）の元素がＴｉの
価電子の４より大きな５価または６価をもつため、表面
に生成されたＴｉＯ２−ｘ層中の酸素イオン空孔の濃度
を減少させ、酸素の内方拡散を抑制し、酸化層の成長速
度を低減するためと考えられる。
びＴｅ元素添加と低酸素分圧下熱処理の複合効果による
高温耐酸化性向上の理由について説明する。高温耐酸化
性は材料表面上にできた酸化皮膜が酸素の浸透を防ぐこ
とにより向上する。低酸素分圧下での熱処理によりＴｉ
Ａｌ基合金表面上に緻密なアルミナ皮膜を形成すること
ができる。この皮膜が完全にマトリックスと大気との接
触を遮断するならば、酸化の進行は完全にストップする
ことが期待される。しかし、繰り返し加熱により生じた
熱応力によりこのアルミナ皮膜が剥離した場合にはマト
リックスが直接、大気に接触することとなり、急激な酸
化の進行が予想される。しかし、マトリックス自体に酸
化層の自己修復機能が備わっているならば、アルミナ層
の剥離後も耐酸化性を維持することができる。本発明の
合金で高温耐酸化性が向上する理由はＶｂ族（Ｐ、Ａｓ
、Ｓｂ）またはＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔｅ）の元素がＴｉの
価電子の４より大きな５価または６価をもつため、表面
に生成されたＴｉＯ２−ｘ層中の酸素イオン空孔の濃度
を減少させ、酸素の内方拡散を抑制し、酸化層の成長速
度を低減するためと考えられる。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。純Ｔｉ、純Ａｌ
にＶｂ族（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ）またはＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔ
ｅ）の元素を１０〜１０００原子ｐｐｍ添加したものを
溶解炉を用い一旦真空（１０−５ｔｏｒｒ以上）にし、
Ａｒガス雰囲気に置換した環境下で溶融、凝固させた後
、規則化のため、前記と同様の不活性ガス雰囲気におい
て規則化焼鈍を１０００℃の温度下で行った。得られた
Ｖｂ、ＶＩｂ族の元素添加ＴｉＡｌ基合金が規則化して
いることはＸ線ディフラクトメーターにより各ピークが
ＴｉＡｌ金属間化合物のＬ１０型構造に相当することを
もって確認した。低酸素分圧下での熱処理は１０００℃
、真空度７．０×１０−３Ｐａの条件で低酸素分圧処理
を行った。これら合金の組成を表１に、繰り返し酸化に
よる高温酸化実験結果を表２に示す。比較材は低酸素分
圧処理を行っているものおよびいないＴｉＡｌ（５０原
子％Ａｌ）である。また、表３に低酸素分圧下熱処理条
件を変えた繰り返し酸化による酸化増量変化を示す。
にＶｂ族（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ）またはＶＩｂ族（Ｓｅ、Ｔ
ｅ）の元素を１０〜１０００原子ｐｐｍ添加したものを
溶解炉を用い一旦真空（１０−５ｔｏｒｒ以上）にし、
Ａｒガス雰囲気に置換した環境下で溶融、凝固させた後
、規則化のため、前記と同様の不活性ガス雰囲気におい
て規則化焼鈍を１０００℃の温度下で行った。得られた
Ｖｂ、ＶＩｂ族の元素添加ＴｉＡｌ基合金が規則化して
いることはＸ線ディフラクトメーターにより各ピークが
ＴｉＡｌ金属間化合物のＬ１０型構造に相当することを
もって確認した。低酸素分圧下での熱処理は１０００℃
、真空度７．０×１０−３Ｐａの条件で低酸素分圧処理
を行った。これら合金の組成を表１に、繰り返し酸化に
よる高温酸化実験結果を表２に示す。比較材は低酸素分
圧処理を行っているものおよびいないＴｉＡｌ（５０原
子％Ａｌ）である。また、表３に低酸素分圧下熱処理条
件を変えた繰り返し酸化による酸化増量変化を示す。
【００１２】
【表１Ａ】
【００１３】
【表１Ｂ】
【００１４】
【表２Ａ】
【００１５】
【表２Ｂ】
【００１６】
【表２Ｃ】
【００１７】
【表３】
以上の高温酸化実験によって、繰り返し酸化により
表面のアルミナが剥離し、酸化が急激に進行してもＶｂ
、ＶＩｂ族元素を添加したＴｉＡｌ基合金は自己修復機
能が働くことにより良好な耐酸化性を維持しているのが
認められた。
表面のアルミナが剥離し、酸化が急激に進行してもＶｂ
、ＶＩｂ族元素を添加したＴｉＡｌ基合金は自己修復機
能が働くことにより良好な耐酸化性を維持しているのが
認められた。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、表面のアルミナ皮膜が
剥離しても自己修復により耐酸化性を維持できるＴｉＡ
ｌ基合金材料が提供できたため、高温部材としての工業
的効果は大きい。
剥離しても自己修復により耐酸化性を維持できるＴｉＡ
ｌ基合金材料が提供できたため、高温部材としての工業
的効果は大きい。
【図１】本発明材と比較材の繰り返し酸化における酸化
時間と酸化増量の関係を示す図である。
時間と酸化増量の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔｉ４０〜５３原子％、Ａｌ６０〜４
７原子％から成り、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ（Ｖｂ族）、Ｓｅ、
Ｔｅ（ＶＩｂ族）の元素の１種または２種以上を１００
〜１０００原子ｐｐｍ含有する材料で、材料表面上に高
耐酸化性のアルミナ皮膜を有する高温耐酸化性かつ、繰
り返し酸化の際の自己修復性を有することを特徴とする
ＴｉＡｌ基合金材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11224691A JPH04318138A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 高温耐酸化性に優れたＴｉＡｌ基合金材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11224691A JPH04318138A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 高温耐酸化性に優れたＴｉＡｌ基合金材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318138A true JPH04318138A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14581902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11224691A Withdrawn JPH04318138A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 高温耐酸化性に優れたＴｉＡｌ基合金材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04318138A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0617139B1 (en) * | 1993-03-25 | 1999-06-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for increasing oxidation resistance of Fe-Cr-Al alloy |
| JP2003514985A (ja) * | 1999-10-14 | 2003-04-22 | フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 層を有する構成部材並びにかゝる層の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP11224691A patent/JPH04318138A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0617139B1 (en) * | 1993-03-25 | 1999-06-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for increasing oxidation resistance of Fe-Cr-Al alloy |
| JP2003514985A (ja) * | 1999-10-14 | 2003-04-22 | フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 層を有する構成部材並びにかゝる層の製造方法 |
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