JPH0565569A - 高靱性ＴｉＡｌ系金属間化合物 - Google Patents
高靱性ＴｉＡｌ系金属間化合物Info
- Publication number
- JPH0565569A JPH0565569A JP22772691A JP22772691A JPH0565569A JP H0565569 A JPH0565569 A JP H0565569A JP 22772691 A JP22772691 A JP 22772691A JP 22772691 A JP22772691 A JP 22772691A JP H0565569 A JPH0565569 A JP H0565569A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- tial
- intermetallic compound
- based intermetallic
- layered structure
- Prior art date
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- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた靱性を有するＴｉＡｌ系金属間化合物
を提供する。 【構成】 Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１とＴｉＡｌ相ｐ２とを交互
に積層した層状組織Ｌを有するＴｉＡｌ系金属間化合物
である。その層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分
率Ｖｆは０．０５％≦Ｖｆ≦４０％に設定される。また
相隣るＴｉ3 Ａｌ相ｐ１とＴｉＡｌ相ｐ２とを積層ユニ
ットＵとしたとき、Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１とＴｉＡｌ相ｐ２
との積層方向における積層ユニットＵの平均幅ｗは０．
０１μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定される。
を提供する。 【構成】 Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１とＴｉＡｌ相ｐ２とを交互
に積層した層状組織Ｌを有するＴｉＡｌ系金属間化合物
である。その層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分
率Ｖｆは０．０５％≦Ｖｆ≦４０％に設定される。また
相隣るＴｉ3 Ａｌ相ｐ１とＴｉＡｌ相ｐ２とを積層ユニ
ットＵとしたとき、Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１とＴｉＡｌ相ｐ２
との積層方向における積層ユニットＵの平均幅ｗは０．
０１μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高靱性ＴｉＡｌ系金属間
化合物に関する。
化合物に関する。
【０００２】この種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。
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。
【０００３】
【従来の技術】従来、前記ＴｉＡｌ系金属間化合物とし
ては、Ｔｉ3 Ａｌ相（α2 相）とＴｉＡｌ相（γ相）と
を交互に積層した層状組織を有するものが知られてい
る。
ては、Ｔｉ3 Ａｌ相（α2 相）とＴｉＡｌ相（γ相）と
を交互に積層した層状組織を有するものが知られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＴｉＡｌ系金属
間化合物は、比較的粘り強いＴｉＡｌ相に比較的脆いＴ
ｉ3 Ａｌ相を積層させることによって靱性の向上を狙っ
たものであるが、その靱性値はエンジン部品等の苛酷な
状況下で使用される部材の要求靱性値としては未だ不十
分である。
間化合物は、比較的粘り強いＴｉＡｌ相に比較的脆いＴ
ｉ3 Ａｌ相を積層させることによって靱性の向上を狙っ
たものであるが、その靱性値はエンジン部品等の苛酷な
状況下で使用される部材の要求靱性値としては未だ不十
分である。
【０００５】本発明は前記に鑑み、前記層状組織の構造
を特定することによって高靱性化を達成した前記ＴｉＡ
ｌ系金属間化合物を提供することを目的とする。
を特定することによって高靱性化を達成した前記ＴｉＡ
ｌ系金属間化合物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高靱性Ｔｉ
Ａｌ系金属間化合物は、Ｔｉ3 Ａｌ相とＴｉＡｌ相とを
交互に積層した層状組織を有し、その層状組織中のＴｉ
3 Ａｌ相の体積分率Ｖｆを０．０５％≦Ｖｆ≦４０％に
設定し、また相隣るＴｉ3 Ａｌ相とＴｉＡｌ相とを積層
ユニットとしたとき、Ｔｉ3 Ａｌ相とＴｉＡｌ相との積
層方向における前記積層ユニットの平均幅ｗを０．０１
μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定したことを特徴とする。
Ａｌ系金属間化合物は、Ｔｉ3 Ａｌ相とＴｉＡｌ相とを
交互に積層した層状組織を有し、その層状組織中のＴｉ
3 Ａｌ相の体積分率Ｖｆを０．０５％≦Ｖｆ≦４０％に
設定し、また相隣るＴｉ3 Ａｌ相とＴｉＡｌ相とを積層
ユニットとしたとき、Ｔｉ3 Ａｌ相とＴｉＡｌ相との積
層方向における前記積層ユニットの平均幅ｗを０．０１
μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定したことを特徴とする。
【０００７】
【実施例】図１は、ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織
の一例を模型的に示したもので、その金属組織はＴｉ3
Ａｌ相（α2 相）ｐ１とＴｉＡｌ相（γ相）ｐ２とを交
互に積層した層状組織Ｌの集合体より構成される。した
がって、層状組織Ｌの体積分率ＶｆはＶｆ＝１００％で
ある。
の一例を模型的に示したもので、その金属組織はＴｉ3
Ａｌ相（α2 相）ｐ１とＴｉＡｌ相（γ相）ｐ２とを交
互に積層した層状組織Ｌの集合体より構成される。した
がって、層状組織Ｌの体積分率ＶｆはＶｆ＝１００％で
ある。
【０００８】図２は、ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組
織の他例を模型的に示したもので、その金属組織は、γ
等軸晶およびα2 等軸晶よりなるマトリックスＭに層状
組織Ｌを分散させたもので、この場合、層状組織Ｌの体
積分率Ｖｆは、高靱性化の観点からＶｆ≧３０％に設定
される。
織の他例を模型的に示したもので、その金属組織は、γ
等軸晶およびα2 等軸晶よりなるマトリックスＭに層状
組織Ｌを分散させたもので、この場合、層状組織Ｌの体
積分率Ｖｆは、高靱性化の観点からＶｆ≧３０％に設定
される。
【０００９】このような金属組織を得るためには、Ｔｉ
Ａｌ系金属間化合物の組成は３５原子％≦Ａｌ≦６０原
子％および残部Ｔｉに設定される。また必要に応じて第
３元素が添加される。
Ａｌ系金属間化合物の組成は３５原子％≦Ａｌ≦６０原
子％および残部Ｔｉに設定される。また必要に応じて第
３元素が添加される。
【００１０】層状組織Ｌにおいて、高靱性化の観点から
Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆは０．０５％≦Ｖｆ≦
４０％に設定される。その体積分率ＶｆがＶｆ＜０．０
５％であるか、Ｖｆ＞４０％であると、ＴｉＡｌ系金属
間化合物の靱性が低下する。
Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆは０．０５％≦Ｖｆ≦
４０％に設定される。その体積分率ＶｆがＶｆ＜０．０
５％であるか、Ｖｆ＞４０％であると、ＴｉＡｌ系金属
間化合物の靱性が低下する。
【００１１】また相隣るＴｉ3 Ａｌ相ｐ１とＴｉＡｌ相
ｐ２とを積層ユニットＵとしたとき、Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１
とＴｉＡｌ相ｐ２との積層方向における積層ユニットＵ
の平均幅ｗは０．０１μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定され
る。この平均幅ｗはＴｉ3 Ａｌ相ｐ１が線状に析出して
いるときには、ＴｉＡｌ相ｐ２の積層方向における平均
幅となる。
ｐ２とを積層ユニットＵとしたとき、Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１
とＴｉＡｌ相ｐ２との積層方向における積層ユニットＵ
の平均幅ｗは０．０１μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定され
る。この平均幅ｗはＴｉ3 Ａｌ相ｐ１が線状に析出して
いるときには、ＴｉＡｌ相ｐ２の積層方向における平均
幅となる。
【００１２】ＴｉＡｌ系金属間化合物においては、前記
平均幅ｗの増加に伴い靱性が低下する傾向があり、その
平均幅ｗがｗ＞３０μｍになると靱性は略一定となる。
したがって、靱性の制御上、前記平均幅ｗはｗ≦３０μ
ｍに設定される。またその平均幅ｗをｗ＜０．０１μｍ
にすることは、製造上不可能である。
平均幅ｗの増加に伴い靱性が低下する傾向があり、その
平均幅ｗがｗ＞３０μｍになると靱性は略一定となる。
したがって、靱性の制御上、前記平均幅ｗはｗ≦３０μ
ｍに設定される。またその平均幅ｗをｗ＜０．０１μｍ
にすることは、製造上不可能である。
【００１３】以下、具体例について説明する。 （ａ） 純度９９．５％のＴｉ（スポンジチタン）と、
純度９９．９９％のＡｌ（アルミニウムショット）とを
目標組成に秤量して素材を得た。 （ｂ） 素材を用い、プラズマ溶解を行うことによって
直径７５mm、長さ５２０mmのインゴットを得た。 （ｃ） インゴットに１２００℃、２４時間の真空熱処
理を施して、層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分
率Ｖｆを制御されたＴｉＡｌ系金属間化合物を得た。
純度９９．９９％のＡｌ（アルミニウムショット）とを
目標組成に秤量して素材を得た。 （ｂ） 素材を用い、プラズマ溶解を行うことによって
直径７５mm、長さ５２０mmのインゴットを得た。 （ｃ） インゴットに１２００℃、２４時間の真空熱処
理を施して、層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分
率Ｖｆを制御されたＴｉＡｌ系金属間化合物を得た。
【００１４】ＴｉＡｌ系金属間化合物より試験片を製作
し、その試験片について平面ひずみ破壊靱性試験を行っ
て、層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆと
破壊靱性値Ｋｑとの関係を求めたところ、図３の結果が
得られた。
し、その試験片について平面ひずみ破壊靱性試験を行っ
て、層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆと
破壊靱性値Ｋｑとの関係を求めたところ、図３の結果が
得られた。
【００１５】この場合、各ＴｉＡｌ系金属間化合物にお
いて積層ユニットＵの平均幅ｗは約１μｍ、層状組織Ｌ
の体積分率Ｖｆは略１００％であった。図３において、
各点の組成表示は原子％である。
いて積層ユニットＵの平均幅ｗは約１μｍ、層状組織Ｌ
の体積分率Ｖｆは略１００％であった。図３において、
各点の組成表示は原子％である。
【００１６】図３から明らかなように、層状組織Ｌ中の
Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆを０．０５％≦Ｖｆ≦
４０％に設定することによって靱性を向上させることが
できる。
Ｔｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆを０．０５％≦Ｖｆ≦
４０％に設定することによって靱性を向上させることが
できる。
【００１７】次に、前記（ｂ）工程で得られたインゴッ
トより、原子％で、Ｔｉ51Ａｌ49の組成を有するものを
選択し、そのインゴットに真空熱処理を施して、α相→
α2 相＋γ相の変態点（約１３５０℃）を通過する速度
を変化させて積層ユニットＵの平均幅ｗを制御されたＴ
ｉＡｌ系金属間化合物を得た。
トより、原子％で、Ｔｉ51Ａｌ49の組成を有するものを
選択し、そのインゴットに真空熱処理を施して、α相→
α2 相＋γ相の変態点（約１３５０℃）を通過する速度
を変化させて積層ユニットＵの平均幅ｗを制御されたＴ
ｉＡｌ系金属間化合物を得た。
【００１８】ＴｉＡｌ系金属間化合物より試験片を製作
し、その試験片について平面ひずみ破壊靱性試験を行っ
て、積層ユニットＵの平均幅ｗと破壊靱性値Ｋｑとの関
係を求めたところ、図４の結果が得られた。
し、その試験片について平面ひずみ破壊靱性試験を行っ
て、積層ユニットＵの平均幅ｗと破壊靱性値Ｋｑとの関
係を求めたところ、図４の結果が得られた。
【００１９】この場合、各ＴｉＡｌ系金属間化合物にお
いて、層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆ
は約７％、層状組織Ｌの体積分率Ｖｆは略１００％であ
った。
いて、層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆ
は約７％、層状組織Ｌの体積分率Ｖｆは略１００％であ
った。
【００２０】図４から明らかなように、積層ユニットＵ
の平均幅ｗを０．０１μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定するこ
とによって、靱性を向上させることができる。
の平均幅ｗを０．０１μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定するこ
とによって、靱性を向上させることができる。
【００２１】次に、前記（ｂ）工程で得られたインゴッ
トより、原子％で、Ｔｉ51Ａｌ49の組成を有するものを
選択し、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、急冷凝固粉末を製造
した。
トより、原子％で、Ｔｉ51Ａｌ49の組成を有するものを
選択し、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、急冷凝固粉末を製造
した。
【００２２】次いで、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。
れ、真空脱ガス処理を行った後その缶体を封緘した。
【００２３】さらに粉末封入缶体に、１２００℃、３時
間、１５００気圧の条件下でＨＩＰ処理（熱間静水圧プ
レス処理）を施して焼結体を得た。
間、１５００気圧の条件下でＨＩＰ処理（熱間静水圧プ
レス処理）を施して焼結体を得た。
【００２４】その後、焼結体に各種真空熱処理を施し
て、層状組織Ｌの体積分率Ｖｆを制御されたＴｉＡｌ系
金属間化合物を得た。
て、層状組織Ｌの体積分率Ｖｆを制御されたＴｉＡｌ系
金属間化合物を得た。
【００２５】ＴｉＡｌ系金属間化合物より試験片を製作
し、その試験片について平面ひずみ破壊靱性試験を行っ
て、層状組織Ｌの体積分率Ｖｆと破壊靱性値Ｋｑとの関
係を求めたところ、図５の結果が得られた。
し、その試験片について平面ひずみ破壊靱性試験を行っ
て、層状組織Ｌの体積分率Ｖｆと破壊靱性値Ｋｑとの関
係を求めたところ、図５の結果が得られた。
【００２６】この場合、各ＴｉＡｌ系金属間化合物にお
いて、層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆ
は約７％、積層ユニットＵの平均幅ｗは約１μｍであっ
た。
いて、層状組織Ｌ中のＴｉ3 Ａｌ相ｐ１の体積分率Ｖｆ
は約７％、積層ユニットＵの平均幅ｗは約１μｍであっ
た。
【００２７】図５から明らかなように、層状組織Ｌの体
積分率Ｖｆを３０％≦Ｖｆ≦１００％に設定することに
よって、靱性を向上させることができる。
積分率Ｖｆを３０％≦Ｖｆ≦１００％に設定することに
よって、靱性を向上させることができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように金属組織
構造を特定することによって、高靱性化を達成されたＴ
ｉＡｌ系金属間化合物を提供することができる。
構造を特定することによって、高靱性化を達成されたＴ
ｉＡｌ系金属間化合物を提供することができる。
【図１】ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織の一例を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織の他例を示
す概略図である。
す概略図である。
【図３】層状組織中のＴｉ3 Ａｌ相の体積分率と破壊靱
性値との関係を示すグラフである。
性値との関係を示すグラフである。
【図４】積層ユニットの平均幅と破壊靱性値との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】層状組織の体積分率と破壊靱性値との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
Ｌ 層状組織 ｐ１ Ｔｉ3 Ａｌ相 ｐ２ ＴｉＡｌ相 Ｕ 積層ユニット ｗ 平均幅
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｔｉ3 Ａｌ相（ｐ１）とＴｉＡｌ相（ｐ
２）とを交互に積層した層状組織（Ｌ）を有し、その層
状組織（Ｌ）中のＴｉ3 Ａｌ相（ｐ１）の体積分率Ｖｆ
を０．０５％≦Ｖｆ≦４０％に設定し、また相隣るＴｉ
3 Ａｌ相（ｐ１）とＴｉＡｌ相（ｐ２）とを積層ユニッ
ト（Ｕ）としたとき、Ｔｉ3 Ａｌ相（ｐ１）とＴｉＡｌ
相（ｐ２）との積層方向における前記積層ユニット
（Ｕ）の平均幅ｗを０．０１μｍ≦ｗ≦３０μｍに設定
したことを特徴とする高靱性ＴｉＡｌ系金属間化合物。 - 【請求項２】 前記層状組織（Ｌ）の体積分率Ｖｆを３
０％≦Ｖｆ≦１００％に設定した、請求項１記載の高靱
性ＴｉＡｌ系金属間化合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22772691A JPH0565569A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 高靱性ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22772691A JPH0565569A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 高靱性ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565569A true JPH0565569A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16865399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22772691A Pending JPH0565569A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 高靱性ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0565569A (ja) |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP22772691A patent/JPH0565569A/ja active Pending
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