JPH0448055A - チタン合金の高強度熱処理法 - Google Patents
チタン合金の高強度熱処理法Info
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- JPH0448055A JPH0448055A JP15929090A JP15929090A JPH0448055A JP H0448055 A JPH0448055 A JP H0448055A JP 15929090 A JP15929090 A JP 15929090A JP 15929090 A JP15929090 A JP 15929090A JP H0448055 A JPH0448055 A JP H0448055A
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- titanium alloy
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- strength heat
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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
［産業上の利用分野］
本発明は、チタン合金とくに−ｒ； −５１−２Ｓｎ
−２２ｒ −４Ｍ０−４Ｃｒ合金の熱処理方法の改良に
関する。 この熱処理は、従来より高い強度をこの合金
に与える。 ［従来の技術］ Ｔｉ−５１）−２Ｓｎ −２Ｚｒ −４Ｍｏ −４Ｃｒ
合金は、ＡＭＳ４９９５の番号で規格化された代表的な
近β型Ｔｉ合金であって、主として航空機用ファンディ
スク、ブレードなどの製造に使用されている。 従来、この合金の加工および熱処理は、熱間または温間
の成形加工を行なったものを８００℃近辺の温度で溶体
化処理し、続いて６００〜６５０℃の温度、代表的には
６３５℃で時効硬化させるという工程に従っていた。 航空機部品に関しては、軽量化は絶えざる要求である。 この材料についても、靭性を確保した上で強度を向上
させ、それによって−層軽量の部品をつくることが望ま
しい。 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上記チタン合金に関するこの要望をみ
たし、従来の溶体化時効処理材より高強度の材料を与え
る熱処理方法を実現することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明のチタン合金の高強度熱処理法はＡｊ：４．５０
〜５．５０％、Ｓｎ ：１．５０〜２．５０％、Ｚｒ
：１．５０〜２．５０％、ＭＯ：３゜５０〜４．５０％
、Ｃｒ ：３．５０〜４．５０％およびＯ：０．１５％
以下を含有し、残部が実質的にＴｉからなるチタン合金
を、６５０〜１２００℃の温度領域で成形加工したのち
、３５０℃以上６００℃未満の温度領域で時効処理する
ことからなる。 上記の処理法において、成形加工の後、時効処理に先立
って、７９０〜８１０℃の温度で溶体化処理を行なう工
程を加えることもできる。
−２２ｒ −４Ｍ０−４Ｃｒ合金の熱処理方法の改良に
関する。 この熱処理は、従来より高い強度をこの合金
に与える。 ［従来の技術］ Ｔｉ−５１）−２Ｓｎ −２Ｚｒ −４Ｍｏ −４Ｃｒ
合金は、ＡＭＳ４９９５の番号で規格化された代表的な
近β型Ｔｉ合金であって、主として航空機用ファンディ
スク、ブレードなどの製造に使用されている。 従来、この合金の加工および熱処理は、熱間または温間
の成形加工を行なったものを８００℃近辺の温度で溶体
化処理し、続いて６００〜６５０℃の温度、代表的には
６３５℃で時効硬化させるという工程に従っていた。 航空機部品に関しては、軽量化は絶えざる要求である。 この材料についても、靭性を確保した上で強度を向上
させ、それによって−層軽量の部品をつくることが望ま
しい。 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上記チタン合金に関するこの要望をみ
たし、従来の溶体化時効処理材より高強度の材料を与え
る熱処理方法を実現することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明のチタン合金の高強度熱処理法はＡｊ：４．５０
〜５．５０％、Ｓｎ ：１．５０〜２．５０％、Ｚｒ
：１．５０〜２．５０％、ＭＯ：３゜５０〜４．５０％
、Ｃｒ ：３．５０〜４．５０％およびＯ：０．１５％
以下を含有し、残部が実質的にＴｉからなるチタン合金
を、６５０〜１２００℃の温度領域で成形加工したのち
、３５０℃以上６００℃未満の温度領域で時効処理する
ことからなる。 上記の処理法において、成形加工の後、時効処理に先立
って、７９０〜８１０℃の温度で溶体化処理を行なう工
程を加えることもできる。
本発明で熱処理の対象とするチタン合金は、前記のよう
にＡＭＳ４９９５として規格化されたものとほとんど同
じ組成であるが、０含有量だけは上限を０．１５％（規
格は０．１３％）に拡張しである。 これは、強度の向
上を目的としたからであるが、Ｏ含有量の増大は靭性を
低下させるので、妥協点として０．１５％をえらんだわ
けである。 熱間加工の下限温度を６５０℃としたのは、これより低
い温度ではチタン合金の変形能が低く、変形抵抗も大で
あって加工が困難だからである。 一方、高温で加工すると回復再結晶現象が起って加工歪
みが残留しにくくなる傾向があり、直接時効材では時効
効果が薄れる。 高温はまた、結晶粒の粗大化を招き、
時効後の延性が低下する。 時効硬化は、従来６００〜６５０℃で実施されていたの
に対し、本発明ではそれより低温の３５０℃以上６００
℃未満を採用した。 下限の３５０℃は、これに達しな
い低温では時効に過大な時間を要して実際的でないとい
う理由からであり、上限の６００℃は、過時効により強
度が低下し、かえって熱処理の効果が失なわれるのを避
けるためである。 溶体化処理の温度７９０〜８１０℃は、従来から採用さ
れていた条件と同じである。 ７９０℃未満では合金成
分の溶は込みが悪く、８１０℃超過ではα粒が粗く不均
一に分散するようになって靭性が低下し、その結果、割
れが生じやすくなる。
にＡＭＳ４９９５として規格化されたものとほとんど同
じ組成であるが、０含有量だけは上限を０．１５％（規
格は０．１３％）に拡張しである。 これは、強度の向
上を目的としたからであるが、Ｏ含有量の増大は靭性を
低下させるので、妥協点として０．１５％をえらんだわ
けである。 熱間加工の下限温度を６５０℃としたのは、これより低
い温度ではチタン合金の変形能が低く、変形抵抗も大で
あって加工が困難だからである。 一方、高温で加工すると回復再結晶現象が起って加工歪
みが残留しにくくなる傾向があり、直接時効材では時効
効果が薄れる。 高温はまた、結晶粒の粗大化を招き、
時効後の延性が低下する。 時効硬化は、従来６００〜６５０℃で実施されていたの
に対し、本発明ではそれより低温の３５０℃以上６００
℃未満を採用した。 下限の３５０℃は、これに達しな
い低温では時効に過大な時間を要して実際的でないとい
う理由からであり、上限の６００℃は、過時効により強
度が低下し、かえって熱処理の効果が失なわれるのを避
けるためである。 溶体化処理の温度７９０〜８１０℃は、従来から採用さ
れていた条件と同じである。 ７９０℃未満では合金成
分の溶は込みが悪く、８１０℃超過ではα粒が粗く不均
一に分散するようになって靭性が低下し、その結果、割
れが生じやすくなる。
【実施例１】
真空アーク炉溶解により下記の組成のチタン合金を溶製
して、１００Ｋｇのインゴットに鋳造した。 Ｔｉ −４，８９ＡＪ！ −１，９５Ｓｎ −１，８０
Ｚｒ−４，０５ＭＯ−３，７５Ｏｒ −０，０６（０）
このインゴットを１１００℃で分塊して直径６５ａｎの
丸棒とし、１０００℃の熱間圧延により、１９＃Ｉの線
材を得た。 圧延終止温度は約７００℃である。 線材を、その一部は８００″ＣＸ４時間−水冷の条件で
溶体化処理し、一部は溶体化を省略してそのまま、３５
０〜７００℃の範囲内の種々の温度に８時間加熱−空冷
の条件で時効処理した。 各供試材について、引張り試験を行なった。 ０．２％耐力および引張り強さを第１図に、伸びおよび
絞りを第２図に示す。 図のデータから、低温時効処理により約１６０Ｋｇｆ
／馴２の引張強さを実現できたことがわかる。 この値は、従来この材料で標準的な成績とされていた１
２０ Ｋ９ ｆ ／１ｒｖｎ２とくらべて、明らかな
向上といえる。 低温時効は直接時効材で０．２％耐力
の向上に有効であり、最大的１５０ Ｋ’ｊ ｆ ／ｓ
２に達する。
して、１００Ｋｇのインゴットに鋳造した。 Ｔｉ −４，８９ＡＪ！ −１，９５Ｓｎ −１，８０
Ｚｒ−４，０５ＭＯ−３，７５Ｏｒ −０，０６（０）
このインゴットを１１００℃で分塊して直径６５ａｎの
丸棒とし、１０００℃の熱間圧延により、１９＃Ｉの線
材を得た。 圧延終止温度は約７００℃である。 線材を、その一部は８００″ＣＸ４時間−水冷の条件で
溶体化処理し、一部は溶体化を省略してそのまま、３５
０〜７００℃の範囲内の種々の温度に８時間加熱−空冷
の条件で時効処理した。 各供試材について、引張り試験を行なった。 ０．２％耐力および引張り強さを第１図に、伸びおよび
絞りを第２図に示す。 図のデータから、低温時効処理により約１６０Ｋｇｆ
／馴２の引張強さを実現できたことがわかる。 この値は、従来この材料で標準的な成績とされていた１
２０ Ｋ９ ｆ ／１ｒｖｎ２とくらべて、明らかな
向上といえる。 低温時効は直接時効材で０．２％耐力
の向上に有効であり、最大的１５０ Ｋ’ｊ ｆ ／ｓ
２に達する。
【実施例２】
真空アーク炉溶解により下記の組成のチタン合金を溶製
して、１１００Ｎのインゴットに鋳造した。 このインゴットを１１００℃で分塊して、直径６５！ｒ
Ｉ！ｎの丸棒にした。 Ｔｉ −４，８９ＡＩ−１，９５Ｓｎ −１，８０Ｚｒ
−４，０５ＭＯ−３，７５Ｃｒ −０，０６（０）この
丸棒を、表に示す条件で熱間圧延して直径１９＃ｌの線
材とした。 各線材を、やはり表に示す条件で熱処理し
たのち、 引張り試験を行なった。 その結果を、 あわせて表に示す。 ［発明の効果】 本発明の処理方法に従えば、ＡＭ３４９９５タイプのチ
タン合金を、その靭性を確保した上で、強度を向上させ
ることができる。 それにより、機械部品がいっそう軽
量化でき、また高性能化（より高速の回転が可能になる
など）が実現する。 従って本発明は、前記したような航空機用部品のほか、
自動車の部品たとえばコンロッド、バルブ、バネなどの
製作に寄与する。
して、１１００Ｎのインゴットに鋳造した。 このインゴットを１１００℃で分塊して、直径６５！ｒ
Ｉ！ｎの丸棒にした。 Ｔｉ −４，８９ＡＩ−１，９５Ｓｎ −１，８０Ｚｒ
−４，０５ＭＯ−３，７５Ｃｒ −０，０６（０）この
丸棒を、表に示す条件で熱間圧延して直径１９＃ｌの線
材とした。 各線材を、やはり表に示す条件で熱処理し
たのち、 引張り試験を行なった。 その結果を、 あわせて表に示す。 ［発明の効果】 本発明の処理方法に従えば、ＡＭ３４９９５タイプのチ
タン合金を、その靭性を確保した上で、強度を向上させ
ることができる。 それにより、機械部品がいっそう軽
量化でき、また高性能化（より高速の回転が可能になる
など）が実現する。 従って本発明は、前記したような航空機用部品のほか、
自動車の部品たとえばコンロッド、バルブ、バネなどの
製作に寄与する。
図面はいずれも本発明の実施例のデータであって、第１
図は種々の時効温度における０、２％耐力および引張強
ざ、第２図は同じく種々の時効温度における伸びおよび
絞りをそれぞれ示すグラフである。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 第１！！１
図は種々の時効温度における０、２％耐力および引張強
ざ、第２図は同じく種々の時効温度における伸びおよび
絞りをそれぞれ示すグラフである。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 第１！！１
Claims (2)
- （１）Ａｌ：４．５０〜５．５０％、Ｓｎ：１．５０〜
２．５０％、Ｚｒ：１．５０〜２．５０％、Ｍｏ：３．
５０〜４．５０％、Ｃｒ：３．５０〜４．５０％および
Ｏ：０．１５％以下を含有し、残部が実質的にＴｉから
なるチタン合金を、６５０〜１２００℃の温度領域で成
形加工したのち、３５０℃以上６００℃未満の温度領域
で時効処理することからなるチタン合金の高強度熱処理
法。 - （２）成形加工の後、時効処理に先立って、７９０〜８
１０℃の温度で溶体化処理を行なう工程を加えた請求項
１の高強度熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15929090A JPH0448055A (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | チタン合金の高強度熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15929090A JPH0448055A (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | チタン合金の高強度熱処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448055A true JPH0448055A (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=15690566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15929090A Pending JPH0448055A (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | チタン合金の高強度熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0448055A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006219734A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Kobe Steel Ltd | 良好な延性を有する超高強度α−β型チタン合金 |
| JP4834182B1 (ja) * | 2011-02-10 | 2011-12-14 | 株式会社ベクタークラフト | サーフボード置き具 |
| CN108913948A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-30 | 燕山大学 | 一种高强钛合金及其制备方法 |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP15929090A patent/JPH0448055A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006219734A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Kobe Steel Ltd | 良好な延性を有する超高強度α−β型チタン合金 |
| JP4834182B1 (ja) * | 2011-02-10 | 2011-12-14 | 株式会社ベクタークラフト | サーフボード置き具 |
| CN108913948A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-30 | 燕山大学 | 一种高强钛合金及其制备方法 |
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