JPH0565581A - 高疲労強度ＴｉＡｌ系金属間化合物 - Google Patents
高疲労強度ＴｉＡｌ系金属間化合物Info
- Publication number
- JPH0565581A JPH0565581A JP25726091A JP25726091A JPH0565581A JP H0565581 A JPH0565581 A JP H0565581A JP 25726091 A JP25726091 A JP 25726091A JP 25726091 A JP25726091 A JP 25726091A JP H0565581 A JPH0565581 A JP H0565581A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intermetallic compound
- equiaxed
- surface layer
- tial
- fatigue strength
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた疲労強度を有するＴｉＡｌ系金属間化
合物を提供する。 【構成】 表面層１を、平均粒径５０μｍ未満の等軸晶
より構成する。この場合、等軸晶はγ等軸晶およびα2
等軸晶よりなる。このように構成すると、表面層１の結
晶構造が微細であり、且つ等軸晶が等方性をもつことか
ら表面層１に破壊起点が生じにくくなって、ＴｉＡｌ系
金属間化合物の疲労強度が向上する。
合物を提供する。 【構成】 表面層１を、平均粒径５０μｍ未満の等軸晶
より構成する。この場合、等軸晶はγ等軸晶およびα2
等軸晶よりなる。このように構成すると、表面層１の結
晶構造が微細であり、且つ等軸晶が等方性をもつことか
ら表面層１に破壊起点が生じにくくなって、ＴｉＡｌ系
金属間化合物の疲労強度が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高疲労強度ＴｉＡｌ系金
属間化合物に関する。
属間化合物に関する。
【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。
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。
【０００３】
【従来の技術】従来、前記ＴｉＡｌ系金属間化合物を製
造するための簡便な方法として、鋳造法が採用されてい
る。鋳造法により得られたＴｉＡｌ系金属間化合物の表
面層は、粗大な柱状晶より構成され、また金属組織的に
はα2 相（Ｔｉ3 Ａｌ相）とγ相（ＴｉＡｌ相）とを交
互に積層した層状組織を呈する。
造するための簡便な方法として、鋳造法が採用されてい
る。鋳造法により得られたＴｉＡｌ系金属間化合物の表
面層は、粗大な柱状晶より構成され、また金属組織的に
はα2 相（Ｔｉ3 Ａｌ相）とγ相（ＴｉＡｌ相）とを交
互に積層した層状組織を呈する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＴｉＡｌ系金属間化合
物の疲労強度を向上させるためには、表面層に破壊起点
が存在しないようにすることが必要であるが、従来のＴ
ｉＡｌ系金属間化合物は、その表面層の結晶構造が粗大
であると共に層状組織が異方性をもつことに起因して、
表面層に破壊起点が生じ易く、その結果、疲労強度が低
い、という問題がある。
物の疲労強度を向上させるためには、表面層に破壊起点
が存在しないようにすることが必要であるが、従来のＴ
ｉＡｌ系金属間化合物は、その表面層の結晶構造が粗大
であると共に層状組織が異方性をもつことに起因して、
表面層に破壊起点が生じ易く、その結果、疲労強度が低
い、という問題がある。
【０００５】本発明は前記に鑑み、表面層の結晶構造を
微細化し、また表面層に等方性をもたせることによって
疲労強度を向上させた前記ＴｉＡｌ系金属間化合物を提
供することを目的とする。
微細化し、また表面層に等方性をもたせることによって
疲労強度を向上させた前記ＴｉＡｌ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】本発明に係る高疲労強度
ＴｉＡｌ系金属間化合物は、その表面層が平均粒径５０
μｍ未満の等軸晶より構成され、その等軸晶はγ等軸晶
およびα2 等軸晶よりなることを特徴とする。
ＴｉＡｌ系金属間化合物は、その表面層が平均粒径５０
μｍ未満の等軸晶より構成され、その等軸晶はγ等軸晶
およびα2 等軸晶よりなることを特徴とする。
【０００７】
【実施例】図１は、鋳造後のＴｉＡｌ系金属間化合物Ｉ
ｍの金属組織を模型的に示したもので、表面層１を含め
てその全体が、α2 相（Ｔｉ3 Ａｌ相）ｐ１とγ相（Ｔ
ｉＡｌ相）ｐ２とを交互に積層した層状組織Ｌを有す
る。また表面層１は粗大な柱状晶より構成されている。
このようなＴｉＡｌ系金属間化合物は、４０原子％≦Ａ
ｌ≦５２原子％および残部Ｔｉといった組成を有する。
ｍの金属組織を模型的に示したもので、表面層１を含め
てその全体が、α2 相（Ｔｉ3 Ａｌ相）ｐ１とγ相（Ｔ
ｉＡｌ相）ｐ２とを交互に積層した層状組織Ｌを有す
る。また表面層１は粗大な柱状晶より構成されている。
このようなＴｉＡｌ系金属間化合物は、４０原子％≦Ａ
ｌ≦５２原子％および残部Ｔｉといった組成を有する。
【０００８】図２は、改善処理後の本発明ＴｉＡｌ系金
属間化合物Ｉｍの金属組織を模型的に示したもので、表
面層１は平均粒径５０μｍ未満の等軸晶より構成され、
その等軸晶はγ等軸晶とα2 等軸晶とよりなる。表面層
１の内側には微細なγ等軸晶よりなる第１中間層２
1 が、また第１中間層２1 の内側にはその第１中間層２
1 のγ等軸晶よりも平均粒径の大きなγ等軸晶よりなる
第２中間層２2 がそれぞれ存在する。主体部３は層状組
織Ｌのままに保たれている。
属間化合物Ｉｍの金属組織を模型的に示したもので、表
面層１は平均粒径５０μｍ未満の等軸晶より構成され、
その等軸晶はγ等軸晶とα2 等軸晶とよりなる。表面層
１の内側には微細なγ等軸晶よりなる第１中間層２
1 が、また第１中間層２1 の内側にはその第１中間層２
1 のγ等軸晶よりも平均粒径の大きなγ等軸晶よりなる
第２中間層２2 がそれぞれ存在する。主体部３は層状組
織Ｌのままに保たれている。
【０００９】前記のように表面層１を粒径５０μｍ未満
の等軸晶より構成すると、その結晶構造が微細であり、
且つ等軸晶が等方性をもつことから表面層１に破壊起点
が生じにくくなり、これによりＴｉＡｌ系金属間化合物
の疲労強度を向上させることができる。
の等軸晶より構成すると、その結晶構造が微細であり、
且つ等軸晶が等方性をもつことから表面層１に破壊起点
が生じにくくなり、これによりＴｉＡｌ系金属間化合物
の疲労強度を向上させることができる。
【００１０】表面層１において、α2 等軸晶の存在量は
ＴｉＡｌ系金属間化合物の疲労強度に影響を与える。こ
の点を考慮して、α2 等軸晶の体積分率Ｖｆは、２％≦
Ｖｆ≦２０％に設定される。α2 等軸晶の体積分率Ｖｆ
がＶｆ＜２％またはＶｆ＞２０％になると、ＴｉＡｌ系
金属間化合物の疲労強度が低下する。
ＴｉＡｌ系金属間化合物の疲労強度に影響を与える。こ
の点を考慮して、α2 等軸晶の体積分率Ｖｆは、２％≦
Ｖｆ≦２０％に設定される。α2 等軸晶の体積分率Ｖｆ
がＶｆ＜２％またはＶｆ＞２０％になると、ＴｉＡｌ系
金属間化合物の疲労強度が低下する。
【００１１】次に、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
Ａｌ含有量が４８原子％となるように秤量して素材を得
た。次いで素材を非消耗アーク溶解炉を用いて、Ａｒ雰
囲気下で溶解することによりインゴット（従来材に対応
する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
Ａｌ含有量が４８原子％となるように秤量して素材を得
た。次いで素材を非消耗アーク溶解炉を用いて、Ａｒ雰
囲気下で溶解することによりインゴット（従来材に対応
するＴｉＡｌ系金属間化合物）を得た。
【００１２】溶解工程では、ＴｉＡｌ系金属間化合物の
均一性を向上させるため、先ず、１回目の溶解（表側か
らの溶解）を行った後インゴットを裏返して２回目の溶
解（裏側からの溶解）を行い、この表側からの溶解およ
び裏側からの溶解を１サイクルとして２サイクル繰返し
た。
均一性を向上させるため、先ず、１回目の溶解（表側か
らの溶解）を行った後インゴットを裏返して２回目の溶
解（裏側からの溶解）を行い、この表側からの溶解およ
び裏側からの溶解を１サイクルとして２サイクル繰返し
た。
【００１３】図３は、インゴットの金属組織を示す顕微
鏡写真（２００倍）であり、全体が層状組織であること
が判る。 （ｂ） インゴットに機械的加工を施して回転曲げ疲労
試験用試験片を製作した。 （ｃ） 試験片の表面を、グラファイト（ビーム吸光
剤）を用いて炭酸ガスレーザビームにより加熱し、その
際、表面温度を測定してその表面温度がα2 単相形成温
度に達したとき炭酸ガスレーザビームの照射を停止し、
試験片を自己冷却により急冷した。これにより、表面層
がα2 単相組織である試験片が得られた。 （ｄ） 試験片に、１０００℃、３時間の真空熱処理を
施して表面層に変態を生じさせ、γ等軸晶とα2 等軸晶
とよりなる表面層を備えた本発明ＴｉＡｌ系金属間化合
物を得た。
鏡写真（２００倍）であり、全体が層状組織であること
が判る。 （ｂ） インゴットに機械的加工を施して回転曲げ疲労
試験用試験片を製作した。 （ｃ） 試験片の表面を、グラファイト（ビーム吸光
剤）を用いて炭酸ガスレーザビームにより加熱し、その
際、表面温度を測定してその表面温度がα2 単相形成温
度に達したとき炭酸ガスレーザビームの照射を停止し、
試験片を自己冷却により急冷した。これにより、表面層
がα2 単相組織である試験片が得られた。 （ｄ） 試験片に、１０００℃、３時間の真空熱処理を
施して表面層に変態を生じさせ、γ等軸晶とα2 等軸晶
とよりなる表面層を備えた本発明ＴｉＡｌ系金属間化合
物を得た。
【００１４】図４は、本発明ＴｉＡｌ系金属間化合物の
金属組織を示す顕微鏡写真（２００倍）である。表面層
１は、平均粒径５〜１０μｍの微細なγ等軸晶およびα
2 等軸晶より構成され、そのα2 等軸晶の体積分率Ｖｆ
は１５％であった。第１中間層２1 は平均粒径１０〜５
０μｍの微細なγ等軸晶より構成されており、また第２
中間層２2 は平均粒径５０〜２００μｍのγ等軸晶より
構成されていた。
金属組織を示す顕微鏡写真（２００倍）である。表面層
１は、平均粒径５〜１０μｍの微細なγ等軸晶およびα
2 等軸晶より構成され、そのα2 等軸晶の体積分率Ｖｆ
は１５％であった。第１中間層２1 は平均粒径１０〜５
０μｍの微細なγ等軸晶より構成されており、また第２
中間層２2 は平均粒径５０〜２００μｍのγ等軸晶より
構成されていた。
【００１５】次に、本発明ＴｉＡｌ系金属間化合物であ
る試験片および前記インゴットである比較例ＴｉＡｌ系
金属間化合物より製作された試験片について常温回転曲
げ疲労試験を行った。
る試験片および前記インゴットである比較例ＴｉＡｌ系
金属間化合物より製作された試験片について常温回転曲
げ疲労試験を行った。
【００１６】図５は、本発明および比較例の疲労強度を
比較したもので、破壊までのサイクル数と応力との関係
を示す。図中、線ｗ1 が本発明に、また線ｗ2 が比較例
にそれぞれ該当する。
比較したもので、破壊までのサイクル数と応力との関係
を示す。図中、線ｗ1 が本発明に、また線ｗ2 が比較例
にそれぞれ該当する。
【００１７】図５から明らかなように、本発明は比較例
に比べて優れた疲労強度を有する。これは表面層の金属
組織の相違に起因する。
に比べて優れた疲労強度を有する。これは表面層の金属
組織の相違に起因する。
【００１８】図６は、Ａｌ含有量と疲労限度応力との関
係を示す。図中、線ｘ1 は、表面層を構成するγ等軸晶
およびα2 等軸晶の平均粒径が１０μｍであり、またα
2 等軸晶の体積分率Ｖｆが１５％の場合に該当する。線
ｘ2 は表面層を構成するγ等軸晶およびα2 等軸晶の平
均粒径が５０μｍであり、またα2 等軸晶の体積分率Ｖ
ｆが２０％の場合に該当する。線ｘ3 は比較例である。
係を示す。図中、線ｘ1 は、表面層を構成するγ等軸晶
およびα2 等軸晶の平均粒径が１０μｍであり、またα
2 等軸晶の体積分率Ｖｆが１５％の場合に該当する。線
ｘ2 は表面層を構成するγ等軸晶およびα2 等軸晶の平
均粒径が５０μｍであり、またα2 等軸晶の体積分率Ｖ
ｆが２０％の場合に該当する。線ｘ3 は比較例である。
【００１９】図６、線ｘ1 から明らかなように、Ａｌ含
有量を４０原子％≦Ａｌ≦５２原子％に設定し、また前
記平均粒径を５０μｍ未満に設定することによって、Ｔ
ｉＡｌ系金属間化合物の疲労強度を向上させることがで
きる。
有量を４０原子％≦Ａｌ≦５２原子％に設定し、また前
記平均粒径を５０μｍ未満に設定することによって、Ｔ
ｉＡｌ系金属間化合物の疲労強度を向上させることがで
きる。
【００２０】図７は、表面層におけるα2 等軸晶の体積
分率Ｖｆと疲労限度応力との関係を示す。図中、線ｙ1
は表面層を構成するγ等軸晶およびα2 等軸晶の平均粒
径が１０μｍの場合に、線ｙ2 は表面層を構成するγ等
軸晶およびα2 等軸晶の平均粒径が５０μｍの場合にそ
れぞれ該当する。両者において、Ａｌ含有量は４８原子
％である。
分率Ｖｆと疲労限度応力との関係を示す。図中、線ｙ1
は表面層を構成するγ等軸晶およびα2 等軸晶の平均粒
径が１０μｍの場合に、線ｙ2 は表面層を構成するγ等
軸晶およびα2 等軸晶の平均粒径が５０μｍの場合にそ
れぞれ該当する。両者において、Ａｌ含有量は４８原子
％である。
【００２１】図７、線ｙ1 から明らかなように、前記平
均粒径を５０μｍ未満に設定し、またα2 等軸晶の体積
分率Ｖｆを２％≦Ｖｆ≦２０％に設定することによっ
て、ＴｉＡｌ系金属間化合物の疲労強度を向上させるこ
とができる。
均粒径を５０μｍ未満に設定し、またα2 等軸晶の体積
分率Ｖｆを２％≦Ｖｆ≦２０％に設定することによっ
て、ＴｉＡｌ系金属間化合物の疲労強度を向上させるこ
とができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、表面層を、前記のよう
に微細な等軸晶より構成することによって、優れた疲労
強度を有するＴｉＡｌ系金属間化合物を提供することが
できる。
に微細な等軸晶より構成することによって、優れた疲労
強度を有するＴｉＡｌ系金属間化合物を提供することが
できる。
【図１】鋳造後の比較例ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属
組織を示す概略図である。
組織を示す概略図である。
【図２】改善処理後の本発明ＴｉＡｌ系金属間化合物の
金属組織を示す概略図である。
金属組織を示す概略図である。
【図３】比較例ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織を示
す顕微鏡写真である。
す顕微鏡写真である。
【図４】本発明ＴｉＡｌ系金属間化合物の金属組織を示
す顕微鏡写真である。
す顕微鏡写真である。
【図５】破壊までのサイクル数と応力との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】Ａｌ含有量と疲労限度応力との関係を示すグラ
フである。
フである。
【図７】表面層におけるα2 等軸晶の体積分率と疲労限
度応力との関係を示すグラフである。
度応力との関係を示すグラフである。
１ 表面層 Ｉｍ ＴｉＡｌ系金属間化合物
Claims (2)
- 【請求項１】 表面層を平均粒径５０μｍ未満の等軸晶
より構成し、その等軸晶はγ等軸晶およびα2 等軸晶よ
りなることを特徴とする高疲労強度ＴｉＡｌ系金属間化
合物。 - 【請求項２】 前記α2 等軸晶の体積分率Ｖｆを２％≦
Ｖｆ≦２０％に設定した、請求項１記載の高疲労強度Ｔ
ｉＡｌ系金属間化合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25726091A JPH0565581A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 高疲労強度ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25726091A JPH0565581A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 高疲労強度ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565581A true JPH0565581A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=17303917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25726091A Pending JPH0565581A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 高疲労強度ＴｉＡｌ系金属間化合物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0565581A (ja) |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP25726091A patent/JPH0565581A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2911267B2 (ja) | 高強度非晶質マグネシウム合金及びその製造方法 | |
| JP2001049371A (ja) | 振動吸収性能に優れたＡｌ−Ｚｎ合金およびその製造方法 | |
| JPH06116692A (ja) | 高温強度の優れたＴｉＡｌ系金属間化合物およびその製造方法 | |
| JP3362428B2 (ja) | β型チタン合金熱間成形品の処理方法 | |
| CN108893631B (zh) | 一种高强钛合金及其制备方法 | |
| US5417779A (en) | High ductility processing for alpha-two titanium materials | |
| JPH0565581A (ja) | 高疲労強度ＴｉＡｌ系金属間化合物 | |
| JPH05331585A (ja) | 高強度Ａｌ合金 | |
| JPH0649567A (ja) | 高強度ＴｉＡｌ系金属間化合物 | |
| CN104131190B (zh) | 一种原位自生高体积分数Mg2Si增强Mg-Al基复合材料的制备方法 | |
| CN116043081A (zh) | 一种交通运输装备用高抗冲击镁合金及其制备方法和应用 | |
| JP3486670B2 (ja) | Ｏ相基Ｔｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金とその製造方法 | |
| JP2862494B2 (ja) | ＴｉＡｌ系金属間化合物の熱処理法 | |
| JP2813516B2 (ja) | ＴｉＡｌ系金属間化合物とその製法 | |
| JP3059313B2 (ja) | ＴｉＡｌ合金及びその製造方法 | |
| JPH0559507A (ja) | 耐クリープ性ＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方法 | |
| JP3736135B2 (ja) | チタン合金部材の硬化熱処理方法 | |
| JP2847177B2 (ja) | ＮｉＴｉ系高比強度耐熱合金 | |
| JPH0565561A (ja) | 高クリープ強さを有するＴｉＡｌ系金属間化合物の製造方法 | |
| JPH0565574A (ja) | 高靱延性ＴｉＡｌ系金属間化合物 | |
| JP2001271131A (ja) | Ｏ相基Ｔｉ−２２Ａｌ−２７Ｎｂ合金とその製造方法 | |
| JPH07197154A (ja) | ＴｉＡｌ系合金及びその製法 | |
| JPH0565569A (ja) | 高靱性ＴｉＡｌ系金属間化合物 | |
| JP3308615B2 (ja) | ＴｉＡｌ合金及びその製造方法 | |
| JPH0565562A (ja) | 高強度ＴｉＡｌ系金属間化合物製構造部材の製造方法 |