JPH052405B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH052405B2 JPH052405B2 JP58111014A JP11101483A JPH052405B2 JP H052405 B2 JPH052405 B2 JP H052405B2 JP 58111014 A JP58111014 A JP 58111014A JP 11101483 A JP11101483 A JP 11101483A JP H052405 B2 JPH052405 B2 JP H052405B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- billet
- temperature
- transus
- surface layer
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/002—Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Description
本発明は、チタン合金の押出方法、特に、押出
力の小さい加工条件下においても性質の良好なチ
タン合金を得ることができるα＋β型チタン合金
の押出方法に関する。 従来、α＋β型チタン合金の押出はβ相だけの
一相温度領域またはα＋β相の二相温度領域で行
われていた。β一相の温度領域での押出、つまり
β一相押出ではビレツトの変形能が良好で変形抵
抗も低いが、製品は粒界α相を含むトランスフオ
ームドβ組織であつて強度は低い。一方、α＋β
相の二相温度領域での押出、つまりα＋β二相押
出では等軸α＋β組織となつて強度は改善される
が変形抵抗は高いための大きな押出力を必要とす
る。 ここに、本発明者らは永年研究の結果、押出力
が小さいというβ−相押出法の利点と等軸α＋β
組織が生成し強度が大きいというα＋β二相押出
法の利点とを兼ね備えたチタン合金型材の押出方
法を見い出し、本発明を完成した。 すなわち、本発明の要旨は、α＋β型チタン合
金ビレツトをβトランザス以上の温度に例えば、
大気中で加熱して後、該ビレツトの表面層をα＋
β2相の温度領域にまで均一に冷却させてから、
該ビレツトを押出すことから成る、製品の表面層
が等軸α＋β組織に、内部がトランスフオームド
β組織である、α＋β型チタン合金の押出方法で
ある。 このように、本発明によれば、βトランザス以
上に加熱された押出用ビレツトを加熱炉から取出
してから、押出機のコンテナーに挿入する前に、
外表面を均一に放冷してビレツトの表面層のみを
α＋β二相領域の温度にまで下げた後、押出し加
工するのであり、かくして製品の表面層が等軸α
＋β組織となり、内部がトランスフオームドβ組
織となつたα＋β型合金形材料が得られる。 ここに、α＋β型合金としてはTi−6Al−4V、
Ti−6Al−6V−2Sn等が挙げられるが、特に本発
明がそれらに制限されるものではない。また、β
トランザス温度はTi−6Al−4Vは約980℃であ
り、Ti−6Al−6V−2Snは約950℃であつて、そ
れ等以下の温度でα＋β二相温度領域となる。ま
た、βトランザス温度からα＋β温度領域への均
一冷却は後述するようにビレツトの回転台を利用
するのが好ましいが、必ずしもそれにのみ制限さ
れるものではない。α＋β二相温度領域に冷却さ
れる表面層は最表層のみでも十分であり、それに
より本発明が制限されるものではないが、一般に
は所要の機械的特性を付与するに十分な厚さとし
て約２〜３mm程度であれば良い。 なお、本発明の具体的態様にあつてはビレツト
をβトランザスより余り高くない温度で加熱し、
ガラス潤滑剤を塗布後、ビレツト表面を均一に冷
却するためにビレツトの回転機構を設けた台上に
のせて回転しながら放冷し該ビレツトの表面層の
みをβトランザス以下に冷却して押出しを行う。
上記のビレツトの加熱工程において、銅被覆した
ビレツトを用いる場合はガラス潤滑剤を塗布する
工程を省略してもよい。 本発明による利益について二、三述べると次の
通り。 まず、チタンおよびチタン合金は鉄に比べて比
熱はほぼ同じであるが、比重が小さく（鉄は約
7.9、チタンは約4.5）、熱伝導率が小さい（鉄は
約0.15cal／cm／sec／℃、チタンは0.041cal／
cm／sec／℃）。故に材料表面は熱容量が小さいた
めに冷却し易く、かつ、熱伝導率が小さいために
材料内部からの熱の補給が少ない、すなわち内外
部の温度差がつき易い材料である。したがつて、
温度を均一に維持するよりは、内外の温度差をつ
ける方がより自然な努力の方向であり、その実施
も簡便でかつ容易である。 また、製品の強度はα＋β二相温度領域で加工
されて等軸α＋β組織となつたものの方が、β一
相温度領域で加工されてトランスフオームドβ組
織となつたものより優れている。異型断面を有す
る形材は構造材料として用いられ、従つて、使用
中は曲げ応力が主要な負荷応力状態となり、この
場合、最も高い応力（つまり、引張応力）は材料
表面に発生するから、製品の表面層が内部より重
要であり、換言すれば、内部は表面より重要度が
小さい。したがつて、本発明による製品はこうし
た構造材料としても十分使用できるのである。 更に、本発明の方法では、全断面均質な等軸α
＋β組織の押出しを行う場合と比較して押出力は
より小さいため、換言すれば、同じ押出力でより
大断面積を有する形材の押出が可能となるのであ
る。 次に、本発明を実施例によつてさらに説明す
る。 実施例 第１表に示す合金組成を有するTi−6Al−4V
のα＋β二相合金（βトランザス温度980℃）を
用い、Ｔ字型形状の形材（頭部：60mm×12mm、脚
部：28mm×７mm）を押出した。 第１図は、温度995℃に加熱後、ガラス潤滑剤
を塗布してから２分間放冷し、次いで押出した材
料のミクロ組織写真である。第１図ｂはその中心
部を示すもので、中心部はトランスフオームドβ
組織であることが分かる。一方、第１図ａはその
表面層を示すもので、表面層は微細な等軸α＋β
組織になつていることがわかる。 第２図は、温度1020℃に加熱後、ガラス潤滑剤
を塗布してから１分間放冷し、次いで押出した材
料のミクロ組織写真である。第２図ｂはその中心
部を示すもので、中心部はトランスフオームドβ
組織であることが分かる。第２図ａはその表層部
を示すもので、表面層も微細なトランスフオーム
ドβ組織である。これは放冷時間が短くて、α＋
β二相温度領域にまで冷却されなかつたためであ
る。 なお、第２図ｂの中心部の組織のβ粒の大きさ
が、第１図ｂのそれに比べて大きいのは両者の加
熱温度の相異によるものである。
力の小さい加工条件下においても性質の良好なチ
タン合金を得ることができるα＋β型チタン合金
の押出方法に関する。 従来、α＋β型チタン合金の押出はβ相だけの
一相温度領域またはα＋β相の二相温度領域で行
われていた。β一相の温度領域での押出、つまり
β一相押出ではビレツトの変形能が良好で変形抵
抗も低いが、製品は粒界α相を含むトランスフオ
ームドβ組織であつて強度は低い。一方、α＋β
相の二相温度領域での押出、つまりα＋β二相押
出では等軸α＋β組織となつて強度は改善される
が変形抵抗は高いための大きな押出力を必要とす
る。 ここに、本発明者らは永年研究の結果、押出力
が小さいというβ−相押出法の利点と等軸α＋β
組織が生成し強度が大きいというα＋β二相押出
法の利点とを兼ね備えたチタン合金型材の押出方
法を見い出し、本発明を完成した。 すなわち、本発明の要旨は、α＋β型チタン合
金ビレツトをβトランザス以上の温度に例えば、
大気中で加熱して後、該ビレツトの表面層をα＋
β2相の温度領域にまで均一に冷却させてから、
該ビレツトを押出すことから成る、製品の表面層
が等軸α＋β組織に、内部がトランスフオームド
β組織である、α＋β型チタン合金の押出方法で
ある。 このように、本発明によれば、βトランザス以
上に加熱された押出用ビレツトを加熱炉から取出
してから、押出機のコンテナーに挿入する前に、
外表面を均一に放冷してビレツトの表面層のみを
α＋β二相領域の温度にまで下げた後、押出し加
工するのであり、かくして製品の表面層が等軸α
＋β組織となり、内部がトランスフオームドβ組
織となつたα＋β型合金形材料が得られる。 ここに、α＋β型合金としてはTi−6Al−4V、
Ti−6Al−6V−2Sn等が挙げられるが、特に本発
明がそれらに制限されるものではない。また、β
トランザス温度はTi−6Al−4Vは約980℃であ
り、Ti−6Al−6V−2Snは約950℃であつて、そ
れ等以下の温度でα＋β二相温度領域となる。ま
た、βトランザス温度からα＋β温度領域への均
一冷却は後述するようにビレツトの回転台を利用
するのが好ましいが、必ずしもそれにのみ制限さ
れるものではない。α＋β二相温度領域に冷却さ
れる表面層は最表層のみでも十分であり、それに
より本発明が制限されるものではないが、一般に
は所要の機械的特性を付与するに十分な厚さとし
て約２〜３mm程度であれば良い。 なお、本発明の具体的態様にあつてはビレツト
をβトランザスより余り高くない温度で加熱し、
ガラス潤滑剤を塗布後、ビレツト表面を均一に冷
却するためにビレツトの回転機構を設けた台上に
のせて回転しながら放冷し該ビレツトの表面層の
みをβトランザス以下に冷却して押出しを行う。
上記のビレツトの加熱工程において、銅被覆した
ビレツトを用いる場合はガラス潤滑剤を塗布する
工程を省略してもよい。 本発明による利益について二、三述べると次の
通り。 まず、チタンおよびチタン合金は鉄に比べて比
熱はほぼ同じであるが、比重が小さく（鉄は約
7.9、チタンは約4.5）、熱伝導率が小さい（鉄は
約0.15cal／cm／sec／℃、チタンは0.041cal／
cm／sec／℃）。故に材料表面は熱容量が小さいた
めに冷却し易く、かつ、熱伝導率が小さいために
材料内部からの熱の補給が少ない、すなわち内外
部の温度差がつき易い材料である。したがつて、
温度を均一に維持するよりは、内外の温度差をつ
ける方がより自然な努力の方向であり、その実施
も簡便でかつ容易である。 また、製品の強度はα＋β二相温度領域で加工
されて等軸α＋β組織となつたものの方が、β一
相温度領域で加工されてトランスフオームドβ組
織となつたものより優れている。異型断面を有す
る形材は構造材料として用いられ、従つて、使用
中は曲げ応力が主要な負荷応力状態となり、この
場合、最も高い応力（つまり、引張応力）は材料
表面に発生するから、製品の表面層が内部より重
要であり、換言すれば、内部は表面より重要度が
小さい。したがつて、本発明による製品はこうし
た構造材料としても十分使用できるのである。 更に、本発明の方法では、全断面均質な等軸α
＋β組織の押出しを行う場合と比較して押出力は
より小さいため、換言すれば、同じ押出力でより
大断面積を有する形材の押出が可能となるのであ
る。 次に、本発明を実施例によつてさらに説明す
る。 実施例 第１表に示す合金組成を有するTi−6Al−4V
のα＋β二相合金（βトランザス温度980℃）を
用い、Ｔ字型形状の形材（頭部：60mm×12mm、脚
部：28mm×７mm）を押出した。 第１図は、温度995℃に加熱後、ガラス潤滑剤
を塗布してから２分間放冷し、次いで押出した材
料のミクロ組織写真である。第１図ｂはその中心
部を示すもので、中心部はトランスフオームドβ
組織であることが分かる。一方、第１図ａはその
表面層を示すもので、表面層は微細な等軸α＋β
組織になつていることがわかる。 第２図は、温度1020℃に加熱後、ガラス潤滑剤
を塗布してから１分間放冷し、次いで押出した材
料のミクロ組織写真である。第２図ｂはその中心
部を示すもので、中心部はトランスフオームドβ
組織であることが分かる。第２図ａはその表層部
を示すもので、表面層も微細なトランスフオーム
ドβ組織である。これは放冷時間が短くて、α＋
β二相温度領域にまで冷却されなかつたためであ
る。 なお、第２図ｂの中心部の組織のβ粒の大きさ
が、第１図ｂのそれに比べて大きいのは両者の加
熱温度の相異によるものである。
【表】
このように、本発明によれば、比較的大形の形
材が容易に押出・製造され、しかも得られた形材
の曲げ応力に対する抵抗性がすぐれているのが分
かる。
材が容易に押出・製造され、しかも得られた形材
の曲げ応力に対する抵抗性がすぐれているのが分
かる。
第１図ａおよび第１図ｂは、本発明に係る方法
に従つて押出された押出材の部分断面顕微鏡組織
写真；および第２図ａおよび第２図ｂは従来法に
よつて押出された押出材の部分断面顕微鏡組織写
真である。
に従つて押出された押出材の部分断面顕微鏡組織
写真；および第２図ａおよび第２図ｂは従来法に
よつて押出された押出材の部分断面顕微鏡組織写
真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ α＋β型チタン合金のビレツトをβトランザ
ス以上の温度に加熱して後、該ビレツトの表面層
をα＋β2相領域の温度にまで均一に冷却させて
から、該ビレツトを押出すことから成る、製品の
表面層が等軸α＋β組織、内部がトランスフオー
ムドβ組織である、α＋β型チタン合金の押出方
法。 ２ 前記ビレツトをβトランザス以上の温度に加
熱する際に、該ビレツトを銅で被覆してから加熱
する特許請求の範囲第１項記載の押出方法。 ３ βトランザス以上の温度に加熱した前記ビレ
ツトを冷却する際に、ガラス潤滑剤を表面に塗布
して冷却する特許請求の範囲第１項記載の押出方
法。 ４ βトランザス以上の温度に加熱した前記ビレ
ツトの表面層を均一に冷却する際に、ビレツトの
回転機構を設けた台上に該ビレツトを待機せしめ
て回転させる特許請求の範囲第１項ないし第３項
のいずれかに記載の押出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101483A JPS603913A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | チタン合金の押出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101483A JPS603913A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | チタン合金の押出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603913A JPS603913A (ja) | 1985-01-10 |
| JPH052405B2 true JPH052405B2 (ja) | 1993-01-12 |
Family
ID=14550205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11101483A Granted JPS603913A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | チタン合金の押出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603913A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018116444A1 (ja) | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 新日鐵住金株式会社 | α＋β型チタン合金押出形材 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3513501A1 (de) * | 1985-04-16 | 1986-10-16 | Rofin-Sinar Laser GmbH, 2000 Hamburg | Laserschweissgeraet |
| AT391882B (de) * | 1987-08-31 | 1990-12-10 | Boehler Gmbh | Verfahren zur waermebehandlung von alpha/beta-ti- legierungen und verwendung einer sprueheinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US5118363A (en) * | 1988-06-07 | 1992-06-02 | Aluminum Company Of America | Processing for high performance TI-6A1-4V forgings |
| US5773791A (en) * | 1996-09-03 | 1998-06-30 | Kuykendal; Robert | Water laser machine tool |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5216710A (en) * | 1975-07-30 | 1977-02-08 | Hitachi Ltd | Vehicle body construction |
| DE2842069C2 (de) * | 1978-09-27 | 1986-01-02 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Analog-Digitalumsetzer |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11101483A patent/JPS603913A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018116444A1 (ja) | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 新日鐵住金株式会社 | α＋β型チタン合金押出形材 |
| US11473173B2 (en) | 2016-12-22 | 2022-10-18 | Nippon Steel Corporation | α+βtitanium alloy extruded shape |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS603913A (ja) | 1985-01-10 |
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