JPH0559507A - 耐クリープ性ＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方法 - Google Patents
耐クリープ性ＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方法Info
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- JPH0559507A JPH0559507A JP24025291A JP24025291A JPH0559507A JP H0559507 A JPH0559507 A JP H0559507A JP 24025291 A JP24025291 A JP 24025291A JP 24025291 A JP24025291 A JP 24025291A JP H0559507 A JPH0559507 A JP H0559507A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐クリープ性を向上させたＴｉＡｌ系金属間
化合物を得る。 【構成】 ＴｉＡｌ相γおよびＴｉ3 Ａｌ相α2 を交互
に析出させた複数の層状組織部Ｌと、相隣る両層状組織
部Ｌ間に存する初析ＴｉＡｌ相γ′とを備えた素材に熱
処理を施してＴｉＡｌ系金属間化合物を製造する。Ｔｉ
3 Ａｌ相α2 が、Ｔｉ3 Ａｌ相α2 とＴｉＡｌ相γとよ
りなる混相組織へ相変化するときの変態点を１３８０℃
としたとき、熱処理温度Ｔを、１３３０℃≦Ｔ≦１３８
０℃に設定して、初析ＴｉＡｌ相γ′の粗大化を抑制し
つつ層状組織部Ｌの拡大を図る。
化合物を得る。 【構成】 ＴｉＡｌ相γおよびＴｉ3 Ａｌ相α2 を交互
に析出させた複数の層状組織部Ｌと、相隣る両層状組織
部Ｌ間に存する初析ＴｉＡｌ相γ′とを備えた素材に熱
処理を施してＴｉＡｌ系金属間化合物を製造する。Ｔｉ
3 Ａｌ相α2 が、Ｔｉ3 Ａｌ相α2 とＴｉＡｌ相γとよ
りなる混相組織へ相変化するときの変態点を１３８０℃
としたとき、熱処理温度Ｔを、１３３０℃≦Ｔ≦１３８
０℃に設定して、初析ＴｉＡｌ相γ′の粗大化を抑制し
つつ層状組織部Ｌの拡大を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐クリープ性ＴｉＡｌ系
金属間化合物の製造方法に関する。
金属間化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＡｌ系金属間化合物は、軽量で、且
つ優れた耐熱性を有するためエンジン部品等の構造材料
として着目されている。
つ優れた耐熱性を有するためエンジン部品等の構造材料
として着目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＴｉＡｌ系金属間化合物は、強度的に難点があり、特
に、クリープ特性において改善すべき点がある。
ＴｉＡｌ系金属間化合物は、強度的に難点があり、特
に、クリープ特性において改善すべき点がある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、金属組織を改良する
ことにより耐クリープ特性を向上させたＴｉＡｌ系金属
間化合物を得ることのできる前記製造方法を提供するこ
とを目的とする。
ことにより耐クリープ特性を向上させたＴｉＡｌ系金属
間化合物を得ることのできる前記製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＴｉＡｌ相お
よびＴｉ3 Ａｌ相を交互に析出させた複数の層状組織部
と、相隣る両層状組織部間に存する初析ＴｉＡｌ相とを
備えた素材に熱処理を施してＴｉＡｌ系金属間化合物を
製造する方法であって、Ｔｉ3 Ａｌ相が、Ｔｉ3 Ａｌ相
とＴｉＡｌ相とよりなる混相組織へ相変化するときの変
態点をＴ0 ℃としたとき、熱処理温度Ｔを、（Ｔ0 −５
０）℃≦Ｔ≦Ｔ0 ℃に設定して、初析ＴｉＡｌ相の粗大
化を抑制しつつ層状組織部の拡大を図ることを特徴とす
る。
よびＴｉ3 Ａｌ相を交互に析出させた複数の層状組織部
と、相隣る両層状組織部間に存する初析ＴｉＡｌ相とを
備えた素材に熱処理を施してＴｉＡｌ系金属間化合物を
製造する方法であって、Ｔｉ3 Ａｌ相が、Ｔｉ3 Ａｌ相
とＴｉＡｌ相とよりなる混相組織へ相変化するときの変
態点をＴ0 ℃としたとき、熱処理温度Ｔを、（Ｔ0 −５
０）℃≦Ｔ≦Ｔ0 ℃に設定して、初析ＴｉＡｌ相の粗大
化を抑制しつつ層状組織部の拡大を図ることを特徴とす
る。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明において用いられる素材Ｍの
金属組織を模型的に示したもので、その素材Ｍは、Ｔｉ
Ａｌ相γおよびＴｉ3 Ａｌ相α2を交互に析出させた複
数の層状組織部Ｌと、相隣る両層状組織部Ｌ間に存する
初析ＴｉＡｌ相γ′とを備えている。
金属組織を模型的に示したもので、その素材Ｍは、Ｔｉ
Ａｌ相γおよびＴｉ3 Ａｌ相α2を交互に析出させた複
数の層状組織部Ｌと、相隣る両層状組織部Ｌ間に存する
初析ＴｉＡｌ相γ′とを備えている。
【０００７】このような金属組織は、Ａｌ含有量を３６
原子％以上、６０原子％以下、好ましくは４７原子％以
上、５２原子％以下に設定することによって得られる。
層状組織部Ｌを構成するＴｉＡｌ相γ自体は常温延性に
乏しいが、ＴｉＡｌ相γとＴｉ3 Ａｌ相α2 とを層状構
造にすると、その層状組織部Ｌは優れた常温延性を発揮
する。
原子％以上、６０原子％以下、好ましくは４７原子％以
上、５２原子％以下に設定することによって得られる。
層状組織部Ｌを構成するＴｉＡｌ相γ自体は常温延性に
乏しいが、ＴｉＡｌ相γとＴｉ3 Ａｌ相α2 とを層状構
造にすると、その層状組織部Ｌは優れた常温延性を発揮
する。
【０００８】図２は、前記素材Ｍに、特定の熱処理を施
して得られたＴｉＡｌ系金属間化合物Ｉの金属組織を模
型的に示したもので、その金属組織の構成相は素材Ｍの
場合と変わらないが、各層状組織部Ｌの粒径は素材Ｍに
おける各層状組織部Ｌの粒径よりも拡大されており、一
方、初析ＴｉＡｌ相γ′の粒径はその粗大化を抑制され
ているため素材Ｍにおける初析ＴｉＡｌ相γ′の粒径と
殆ど変わらない。
して得られたＴｉＡｌ系金属間化合物Ｉの金属組織を模
型的に示したもので、その金属組織の構成相は素材Ｍの
場合と変わらないが、各層状組織部Ｌの粒径は素材Ｍに
おける各層状組織部Ｌの粒径よりも拡大されており、一
方、初析ＴｉＡｌ相γ′の粒径はその粗大化を抑制され
ているため素材Ｍにおける初析ＴｉＡｌ相γ′の粒径と
殆ど変わらない。
【０００９】このように初析ＴｉＡｌ相γ′の粗大化を
抑制しつつ各層状組織部Ｌを拡大すると、ＴｉＡｌ系金
属間化合物Ｉにおいては、その層状組織部Ｌの特性が強
く現われ、その結果、ＴｉＡｌ系金属間化合物Ｉの耐ク
リープ性が向上し、また初析ＴｉＡｌ相γ′の粗大化に
伴う常温強度および常温延性の低下、といった不具合の
発生を回避することができる。
抑制しつつ各層状組織部Ｌを拡大すると、ＴｉＡｌ系金
属間化合物Ｉにおいては、その層状組織部Ｌの特性が強
く現われ、その結果、ＴｉＡｌ系金属間化合物Ｉの耐ク
リープ性が向上し、また初析ＴｉＡｌ相γ′の粗大化に
伴う常温強度および常温延性の低下、といった不具合の
発生を回避することができる。
【００１０】前記熱処理において、その熱処理温度Ｔ
は、Ｔｉ3 Ａｌ相α2 がＴｉ3 Ａｌ相α2 とＴｉＡｌ相
γとよりなる混相組織へ相変化するときの変態点をＴ0
℃としたとき、（Ｔ0 −５０）℃≦Ｔ≦Ｔ0 ℃に設定さ
れる。
は、Ｔｉ3 Ａｌ相α2 がＴｉ3 Ａｌ相α2 とＴｉＡｌ相
γとよりなる混相組織へ相変化するときの変態点をＴ0
℃としたとき、（Ｔ0 −５０）℃≦Ｔ≦Ｔ0 ℃に設定さ
れる。
【００１１】前記変態点Ｔ0 は、Ａｌ含有量により変化
するが、大体１０００〜１４００℃の範囲内に存する。
するが、大体１０００〜１４００℃の範囲内に存する。
【００１２】次に、ＴｉＡｌ系金属間化合物の具体的製
造例について説明する。 （ａ）素材製造工程 純度９９．５％のＴｉ（スポンジチタン）と、純度９
９．９９％Ａｌ（アルミニウムショット）とを、Ａｌ含
有量が４７原子％となるように秤量し、その秤量物をプ
ラズマ溶解炉を用いて溶解することによりインゴットを
得た。そのインゴットを電極として使用し、ＰＲＥＰ
（プラズマ回転電極法）の適用下、酸素濃度０．１重量
％以下の急冷凝固粉末を製造した。
造例について説明する。 （ａ）素材製造工程 純度９９．５％のＴｉ（スポンジチタン）と、純度９
９．９９％Ａｌ（アルミニウムショット）とを、Ａｌ含
有量が４７原子％となるように秤量し、その秤量物をプ
ラズマ溶解炉を用いて溶解することによりインゴットを
得た。そのインゴットを電極として使用し、ＰＲＥＰ
（プラズマ回転電極法）の適用下、酸素濃度０．１重量
％以下の急冷凝固粉末を製造した。
【００１３】急冷凝固粉末をＴｉ製缶体に入れ、真空脱
ガス処理を行った後その缶体を封緘した。次いで、粉末
封入缶体に、１２００℃、３時間、１５００kgｆ／cm2
の条件下でＨＩＰ処理（熱間静水圧プレス処理）を施し
て、焼結体よりなる４７原子％Ａｌの素材を得た。
ガス処理を行った後その缶体を封緘した。次いで、粉末
封入缶体に、１２００℃、３時間、１５００kgｆ／cm2
の条件下でＨＩＰ処理（熱間静水圧プレス処理）を施し
て、焼結体よりなる４７原子％Ａｌの素材を得た。
【００１４】図３は、素材の金属組織を示す顕微鏡写真
（１００倍）であり、図３より、金属組織がＴｉＡｌ相
γおよびＴｉ3 Ａｌ相α2 を有する層状組織部と初析Ｔ
ｉＡｌ相γ′（白色点状部分および黒色点状部分）とを
備えていることが判る。この場合、層状組織部の平均粒
径Ｄ1 は約７５μｍであり、また初析ＴｉＡｌ相γ′の
平均粒径Ｄ2 は約７５μｍである。したがって、層状組
織部と初析ＴｉＡｌ相との粒径比、即ち、Ｄ1 ／Ｄ2 ＝
１．０である。 （ｂ） 熱処理工程 前記変態点Ｔ0 は、４７原子％Ａｌの素材において１３
８０℃である。そこで、熱処理温度Ｔを１３００〜１４
００℃に、また熱処理時間を２４時間以内にそれぞれ設
定して素材に熱処理を施し、これによりＴｉＡｌ系金属
間化合物を得た。
（１００倍）であり、図３より、金属組織がＴｉＡｌ相
γおよびＴｉ3 Ａｌ相α2 を有する層状組織部と初析Ｔ
ｉＡｌ相γ′（白色点状部分および黒色点状部分）とを
備えていることが判る。この場合、層状組織部の平均粒
径Ｄ1 は約７５μｍであり、また初析ＴｉＡｌ相γ′の
平均粒径Ｄ2 は約７５μｍである。したがって、層状組
織部と初析ＴｉＡｌ相との粒径比、即ち、Ｄ1 ／Ｄ2 ＝
１．０である。 （ｂ） 熱処理工程 前記変態点Ｔ0 は、４７原子％Ａｌの素材において１３
８０℃である。そこで、熱処理温度Ｔを１３００〜１４
００℃に、また熱処理時間を２４時間以内にそれぞれ設
定して素材に熱処理を施し、これによりＴｉＡｌ系金属
間化合物を得た。
【００１５】図４は、熱処理温度Ｔを１３５０℃に、ま
た熱処理時間を３時間にそれぞれ設定して得られたＴｉ
Ａｌ系金属間化合物の金属組織を示す顕微鏡写真（１０
０倍）である。図３および図４を比較すると明らかなよ
うに、図４の層状組織部の平均粒径Ｄ1 は３００μｍで
あり、図３のそれよりも大幅に拡大しているが、初析Ｔ
ｉＡｌ相γ′（黒色点状部分）の平均粒径Ｄ2 について
は、図４の場合も、図３の場合も略同じである。
た熱処理時間を３時間にそれぞれ設定して得られたＴｉ
Ａｌ系金属間化合物の金属組織を示す顕微鏡写真（１０
０倍）である。図３および図４を比較すると明らかなよ
うに、図４の層状組織部の平均粒径Ｄ1 は３００μｍで
あり、図３のそれよりも大幅に拡大しているが、初析Ｔ
ｉＡｌ相γ′（黒色点状部分）の平均粒径Ｄ2 について
は、図４の場合も、図３の場合も略同じである。
【００１６】次に、熱処理温度Ｔを１３００℃、１３３
０℃、１３５０℃、１３８０℃、１４００℃に、また熱
処理時間を２４時間以内にそれぞれ設定して得られた各
種ＴｉＡｌ系金属間化合物について、熱処理時間と粒径
比Ｄ1 ／Ｄ2 との関係を求めたところ、図５の結果が得
られた。
０℃、１３５０℃、１３８０℃、１４００℃に、また熱
処理時間を２４時間以内にそれぞれ設定して得られた各
種ＴｉＡｌ系金属間化合物について、熱処理時間と粒径
比Ｄ1 ／Ｄ2 との関係を求めたところ、図５の結果が得
られた。
【００１７】粒径比Ｄ1 ／Ｄ2 の測定は、ＴｉＡｌ系金
属間化合物から作製された試験片を鏡面に研摩した後、
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により組成像写真を得、そ
の組成像写真をもとに画像解析装置を用いて行った。
属間化合物から作製された試験片を鏡面に研摩した後、
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により組成像写真を得、そ
の組成像写真をもとに画像解析装置を用いて行った。
【００１８】各線ａ〜ｅと熱処理温度との関係は表１の
通りである。
通りである。
【００１９】
【表１】 図５から、線ｂ〜ｄのように熱処理温度Ｔを１３３０℃
≦Ｔ≦１３８０℃に設定すると、短時間のうちに層状組
織部の粒径が優先的に拡大することが判る。ただし、一
定時間を経過すると、層状組織部の拡大現象が停止し、
代りに初析ＴｉＡｌ相γ′の粗大化が進行するので粒径
比が低下する。例えば、線ｃのように、熱処理温度を１
３５０℃に設定した場合は、層状組織部の優先的拡大は
熱処理時間が約８時間経過するまで進行する。
≦Ｔ≦１３８０℃に設定すると、短時間のうちに層状組
織部の粒径が優先的に拡大することが判る。ただし、一
定時間を経過すると、層状組織部の拡大現象が停止し、
代りに初析ＴｉＡｌ相γ′の粗大化が進行するので粒径
比が低下する。例えば、線ｃのように、熱処理温度を１
３５０℃に設定した場合は、層状組織部の優先的拡大は
熱処理時間が約８時間経過するまで進行する。
【００２０】線ａ，ｅのように、熱処理温度を１３００
℃、１４００℃に設定した場合には、層状組織部の優先
的拡大は発生しない。
℃、１４００℃に設定した場合には、層状組織部の優先
的拡大は発生しない。
【００２１】図６は、１３５０℃、３時間の熱処理を経
て得られたＴｉＡｌ系金属間化合物における層状組織部
の平均粒径Ｄ1 と１００時間クリープラプチャ強度との
関係を示す。クリープラプチャ強度は８００℃のクリー
プラプチャ試験により求められたものである。図中、線
ｆは層状組織部の体積分率Ｖｆが８０％の場合に、また
線ｇは層状組織部の体積分率Ｖｆが１０％の場合にそれ
ぞれ該当する。
て得られたＴｉＡｌ系金属間化合物における層状組織部
の平均粒径Ｄ1 と１００時間クリープラプチャ強度との
関係を示す。クリープラプチャ強度は８００℃のクリー
プラプチャ試験により求められたものである。図中、線
ｆは層状組織部の体積分率Ｖｆが８０％の場合に、また
線ｇは層状組織部の体積分率Ｖｆが１０％の場合にそれ
ぞれ該当する。
【００２２】図６から明らかなように、層状組織部の平
均粒径Ｄ1 を１００μｍ以上に設定することによって、
ＴｉＡｌ系金属間化合物の耐クリープ性を向上させるこ
とができる。この場合、１００時間クリープラプチャ強
度の絶対値は、層状組織部の体積分率Ｖｆに左右される
が、層状組織部の数には依存しない傾向がある。
均粒径Ｄ1 を１００μｍ以上に設定することによって、
ＴｉＡｌ系金属間化合物の耐クリープ性を向上させるこ
とができる。この場合、１００時間クリープラプチャ強
度の絶対値は、層状組織部の体積分率Ｖｆに左右される
が、層状組織部の数には依存しない傾向がある。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た素材に特定の熱処理を施すことによって、常温特性を
損うことなく、耐クリープ性を向上させたＴｉＡｌ系金
属間化合物を得ることができる。
た素材に特定の熱処理を施すことによって、常温特性を
損うことなく、耐クリープ性を向上させたＴｉＡｌ系金
属間化合物を得ることができる。
【図１】素材の金属組織を示す概略図である。
【図２】ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織を示す概略
図である。
図である。
【図３】素材の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図４】ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織を示す顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
【図５】熱処理時間と粒径比との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図６】ＴｉＡｌ系金属間化合物における層状組織部の
平均粒径と１００時間クリープラプチャ強度との関係を
示すグラフである。
平均粒径と１００時間クリープラプチャ強度との関係を
示すグラフである。
α2 Ｔｉ3 Ａｌ相 γ ＴｉＡｌ相 γ′ 初析ＴｉＡｌ相 Ｌ 層状組織部
Claims (1)
- 【請求項１】 ＴｉＡｌ相γおよびＴｉ3 Ａｌ相α2 を
交互に析出させた複数の層状組織部Ｌと、相隣る両層状
組織部Ｌ間に存する初析ＴｉＡｌ相γ′とを備えた素材
に熱処理を施してＴｉＡｌ系金属間化合物を製造する方
法であって、Ｔｉ3 Ａｌ相α2 が、Ｔｉ3 Ａｌ相α2 と
ＴｉＡｌ相γとよりなる混相組織へ相変化するときの変
態点をＴ0 ℃としたとき、熱処理温度Ｔを、（Ｔ0 −５
０）℃≦Ｔ≦Ｔ0 ℃に設定して、初析ＴｉＡｌ相γ′の
粗大化を抑制しつつ層状組織部Ｌの拡大を図ることを特
徴とする耐クリープ性ＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24025291A JPH0559507A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 耐クリープ性ＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24025291A JPH0559507A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 耐クリープ性ＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0559507A true JPH0559507A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=17056728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24025291A Pending JPH0559507A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 耐クリープ性ＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0559507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06145933A (ja) * | 1992-11-13 | 1994-05-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ＴｉＡｌ系金属間化合物とその製法 |
| CN116240476A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-06-09 | 北京科技大学 | 一种变形TiAl合金组织均匀化调控方法 |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP24025291A patent/JPH0559507A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06145933A (ja) * | 1992-11-13 | 1994-05-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ＴｉＡｌ系金属間化合物とその製法 |
| CN116240476A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-06-09 | 北京科技大学 | 一种变形TiAl合金组织均匀化调控方法 |
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