JPH05302156A - チタン合金部材の製造方法 - Google Patents
チタン合金部材の製造方法Info
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- JPH05302156A JPH05302156A JP4132040A JP13204092A JPH05302156A JP H05302156 A JPH05302156 A JP H05302156A JP 4132040 A JP4132040 A JP 4132040A JP 13204092 A JP13204092 A JP 13204092A JP H05302156 A JPH05302156 A JP H05302156A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、特に高温において耐クリープ
特性に優れたチタン合金を提供することにある。 【構成】チタン合金材料をβトランザス以下かつ７５０
℃以上の温度域で８０％の加工率で熱間加工を施してか
ら、βトランザス以上１１５０℃以下の温度域で加熱処
理後油冷または空冷し、その後５５０〜７５０℃の温度
で１時間以上の時効処理を施す。
特性に優れたチタン合金を提供することにある。 【構成】チタン合金材料をβトランザス以下かつ７５０
℃以上の温度域で８０％の加工率で熱間加工を施してか
ら、βトランザス以上１１５０℃以下の温度域で加熱処
理後油冷または空冷し、その後５５０〜７５０℃の温度
で１時間以上の時効処理を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐クリープ特性に優れた
チタン合金部材の製造方法に関するものである。
チタン合金部材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車、航空機、産業用ガスタービン等
において、燃料の燃焼効率を高め高性能化を図るには燃
料の燃焼温度を上昇させる必要があり、そのためにはエ
ンジンバルブ、ジェットエンジン用コンプレッサーブレ
ードおよびディスク、産業用ガスタービン部材等の材料
としてより高い温度で使用出来るものが必要となる。
において、燃料の燃焼効率を高め高性能化を図るには燃
料の燃焼温度を上昇させる必要があり、そのためにはエ
ンジンバルブ、ジェットエンジン用コンプレッサーブレ
ードおよびディスク、産業用ガスタービン部材等の材料
としてより高い温度で使用出来るものが必要となる。
【０００３】従来、この種の材料として代表的なものは
例えば耐熱チタン合金ＡＭＳ４９７６，ＩＭＩ８３４等
であり、これらチタン合金を用いて部材を製造するに
は、βトランザス近傍において熱間加工した後、βトラ
ンザスより数十度低い温度で熱処理し、その後時効処理
を施すことによって耐クリープ性と高温疲労強度とのバ
ランスをとる方法が適用されていた。
例えば耐熱チタン合金ＡＭＳ４９７６，ＩＭＩ８３４等
であり、これらチタン合金を用いて部材を製造するに
は、βトランザス近傍において熱間加工した後、βトラ
ンザスより数十度低い温度で熱処理し、その後時効処理
を施すことによって耐クリープ性と高温疲労強度とのバ
ランスをとる方法が適用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来方法に
おいては得られる部材の組織が不均一であり、より高い
温度での耐クリープ性が不十分なものであった。
おいては得られる部材の組織が不均一であり、より高い
温度での耐クリープ性が不十分なものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、チタン合金材料をβトラ
ンザス以下かつ７５０℃以上の温度域で加工率８０％以
上の熱間加工を施す工程１ βトランザス以上かつ１１５０℃以下の温度域に加熱保
持した後油冷または空冷により冷却する工程２ ５５０〜７５０℃の温度域で１時間以上の時効処理を施
す工程３ 以上の工程１，２，３からなるチタン合金部材の製造方
法を提供するものである。
を解決するための手段として、チタン合金材料をβトラ
ンザス以下かつ７５０℃以上の温度域で加工率８０％以
上の熱間加工を施す工程１ βトランザス以上かつ１１５０℃以下の温度域に加熱保
持した後油冷または空冷により冷却する工程２ ５５０〜７５０℃の温度域で１時間以上の時効処理を施
す工程３ 以上の工程１，２，３からなるチタン合金部材の製造方
法を提供するものである。
【０００６】本発明の対象であるチタン合金材料とは例
えば、Ｔi −６２４２，ＩＭＩ８２９，ＩＭＩ８３９，
Ｔi −１１００，Ｔi −６２４６，Ｔi-５．６Ａl-３．
５Ｓn-３．７Ｚr-２．７Ｍo-０．６Ｎb-０．３Ｓi-０．
０６Ｃ等である。上記チタン合金材料はβトランザス以
上の温度であらかじめ予備加工されていてもよい。
えば、Ｔi −６２４２，ＩＭＩ８２９，ＩＭＩ８３９，
Ｔi −１１００，Ｔi −６２４６，Ｔi-５．６Ａl-３．
５Ｓn-３．７Ｚr-２．７Ｍo-０．６Ｎb-０．３Ｓi-０．
０６Ｃ等である。上記チタン合金材料はβトランザス以
上の温度であらかじめ予備加工されていてもよい。
【０００７】
【作用】本発明ではチタン合金材料にまずβトランザス
以下かつ７５０℃以上の温度域で加工率８０％以上の熱
間加工を施す。βトランザスを越える温度域では均一な
加工が出来ず材料の機械的特性値が安定しない。一方７
５０℃未満の温度域では加工中に鍛造割れが生じ易い。
また加工率が８０％未満では均一な組織が形成されにく
い。上記熱間加工においては材料の組織がLamella 状の
微細なかつ均一な結晶によって構成される。
以下かつ７５０℃以上の温度域で加工率８０％以上の熱
間加工を施す。βトランザスを越える温度域では均一な
加工が出来ず材料の機械的特性値が安定しない。一方７
５０℃未満の温度域では加工中に鍛造割れが生じ易い。
また加工率が８０％未満では均一な組織が形成されにく
い。上記熱間加工においては材料の組織がLamella 状の
微細なかつ均一な結晶によって構成される。
【０００８】上記熱間加工の後該材料はβトランザス以
上かつ１１５０℃以下の温度域に加熱保持した後油冷ま
たは空冷により冷却される。βトランザス未満の温度域
では材料の耐クリープ特性が劣化し、一方１１５０℃を
越える温度域では材料の表面酸化が著しくなり、歩留り
が低下して製造コストが高くなる。また油冷より冷却速
度が大きいとクリープ強度が低下し、一方空冷より冷却
速度が小さいと冷却中に不均一時効が起こり同様にクリ
ープ強度が低下する。上記加熱処理においては熱間加工
において形成されたLamella 状の結晶が嵩高い均質な針
状結晶に変化する。
上かつ１１５０℃以下の温度域に加熱保持した後油冷ま
たは空冷により冷却される。βトランザス未満の温度域
では材料の耐クリープ特性が劣化し、一方１１５０℃を
越える温度域では材料の表面酸化が著しくなり、歩留り
が低下して製造コストが高くなる。また油冷より冷却速
度が大きいとクリープ強度が低下し、一方空冷より冷却
速度が小さいと冷却中に不均一時効が起こり同様にクリ
ープ強度が低下する。上記加熱処理においては熱間加工
において形成されたLamella 状の結晶が嵩高い均質な針
状結晶に変化する。
【０００９】上記加熱処理された材料は次いで５５０〜
７５０℃の温度域で１時間以上の時効処理が施される。
上記時効処理温度が７５０℃を越えると時効処理後の材
料のクリープ強度が低下し、５５０℃未満の温度域では
時効反応速度が著しく遅いために実用上問題がある。
７５０℃の温度域で１時間以上の時効処理が施される。
上記時効処理温度が７５０℃を越えると時効処理後の材
料のクリープ強度が低下し、５５０℃未満の温度域では
時効反応速度が著しく遅いために実用上問題がある。
【００１０】
【実施例】チタン合金材料として表１に記載の三つの組
成（Ｂal Ｔi ）の材種Ａ，Ｂ，Ｃを用いた。
成（Ｂal Ｔi ）の材種Ａ，Ｂ，Ｃを用いた。
【表１】
【００１１】上記各材料についてプラズマ溶解後更に消
耗電極型真空溶解によって各々約８０Kg，直径２３５mm
の鋳塊を製造し、該鋳塊を夫々βトランザス以上の１１
５０℃で７５mm角の棒状に鍛伸加工し供試材とした。
耗電極型真空溶解によって各々約８０Kg，直径２３５mm
の鋳塊を製造し、該鋳塊を夫々βトランザス以上の１１
５０℃で７５mm角の棒状に鍛伸加工し供試材とした。
【００１２】上記によって得られた供試材の各々につい
て表２に示すような熱間加工、加熱処理および時効処理
を行ない、その後各供試材から平行部径６．３５mmのク
リープ試験片を２本ずつ採取し、下記の条件でクリープ
試験を行なった。 試験条件 温度 ５４０℃ 応力 ３００MPa 評価方法 クリープ歪が０．２％になるまでの時間を測定する。 上記クリープ試験の結果は表２に示される。
て表２に示すような熱間加工、加熱処理および時効処理
を行ない、その後各供試材から平行部径６．３５mmのク
リープ試験片を２本ずつ採取し、下記の条件でクリープ
試験を行なった。 試験条件 温度 ５４０℃ 応力 ３００MPa 評価方法 クリープ歪が０．２％になるまでの時間を測定する。 上記クリープ試験の結果は表２に示される。
【００１３】
【表２】
【００１４】表２によれば、本発明を実施した試験Ｎo.
１〜Ｎo.１０は各材種Ａ，Ｂ，Ｃともに充分な耐クリー
プ性を示すが、βトランザス以上の温度で熱間加工を施
された試験Ｎo.１１，１２，１３，１４，１８，１９
（材種Ａ）、試験Ｎo.２２，２３，２４（材種Ｂ）、試
験Ｎo.２６，２７，２８，２９，３０（材種Ｃ）は何れ
も本発明の実施品よりも低い耐クリープ性を示す。一方
７５０℃未満の温度で熱間加工を施された試験Ｎo.１７
（材種Ａ）は加工率も８０％より低い５０％であること
もあって鍛造割れを生じる。
１〜Ｎo.１０は各材種Ａ，Ｂ，Ｃともに充分な耐クリー
プ性を示すが、βトランザス以上の温度で熱間加工を施
された試験Ｎo.１１，１２，１３，１４，１８，１９
（材種Ａ）、試験Ｎo.２２，２３，２４（材種Ｂ）、試
験Ｎo.２６，２７，２８，２９，３０（材種Ｃ）は何れ
も本発明の実施品よりも低い耐クリープ性を示す。一方
７５０℃未満の温度で熱間加工を施された試験Ｎo.１７
（材種Ａ）は加工率も８０％より低い５０％であること
もあって鍛造割れを生じる。
【００１５】また加工率が８０％未満の試験Ｎo.１１，
１５，１６，１７，２１（材種Ａ），２２，２５（材種
Ｂ），２６，２９，３３（材種Ｃ）にあっても何れも本
発明の実施品よりも低い耐クリープ性ないしは鍛造割れ
を生ずる。
１５，１６，１７，２１（材種Ａ），２２，２５（材種
Ｂ），２６，２９，３３（材種Ｃ）にあっても何れも本
発明の実施品よりも低い耐クリープ性ないしは鍛造割れ
を生ずる。
【００１６】更に時効処理が５５０℃未満の試験Ｎo.３
２（材種Ｃ）の場合も充分な耐クリープ性が得られな
い。
２（材種Ｃ）の場合も充分な耐クリープ性が得られな
い。
【００１７】
【発明の効果】したがって本発明においては、特に高温
において優れた耐クリープ特性を示すチタン合金部材が
得られる。
において優れた耐クリープ特性を示すチタン合金部材が
得られる。
Claims (1)
- 【請求項１】チタン合金材料をβトランザス以下かつ７
５０℃以上の温度域で加工率８０％以上の熱間加工を施
す工程１ βトランザス以上かつ１１５０℃以下の温度域に加熱保
持した後油冷または空冷により冷却する工程２ ５５０〜７５０℃の温度域で１時間以上の時効処理を施
す工程３ 以上の工程１，２，３からなるチタン合金部材の製造方
法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13204092A JP3314408B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | チタン合金部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13204092A JP3314408B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | チタン合金部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302156A true JPH05302156A (ja) | 1993-11-16 |
| JP3314408B2 JP3314408B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=15072109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13204092A Expired - Fee Related JP3314408B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | チタン合金部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3314408B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009531546A (ja) * | 2006-03-30 | 2009-09-03 | スネクマ | チタン合金で作製された熱機械部品の熱処理方法および製造方法と、これらの方法から得られる熱機械部品 |
| FR2951462A1 (fr) * | 2009-10-20 | 2011-04-22 | Aubert & Duval Sa | Traitement thermique de relaxation des contraintes |
| JP2015510035A (ja) * | 2012-01-12 | 2015-04-02 | チタニウム メタルズ コーポレーション | 改善された性質を有するチタン合金 |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP13204092A patent/JP3314408B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009531546A (ja) * | 2006-03-30 | 2009-09-03 | スネクマ | チタン合金で作製された熱機械部品の熱処理方法および製造方法と、これらの方法から得られる熱機械部品 |
| FR2951462A1 (fr) * | 2009-10-20 | 2011-04-22 | Aubert & Duval Sa | Traitement thermique de relaxation des contraintes |
| WO2011048334A3 (fr) * | 2009-10-20 | 2011-09-29 | Aubert & Duval | Traitement thermique de relaxation des contraintes de pieces en alliage de titane |
| JP2015510035A (ja) * | 2012-01-12 | 2015-04-02 | チタニウム メタルズ コーポレーション | 改善された性質を有するチタン合金 |
| US10119178B2 (en) | 2012-01-12 | 2018-11-06 | Titanium Metals Corporation | Titanium alloy with improved properties |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3314408B2 (ja) | 2002-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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