JPH0641661A - Ｔｉ／Ａｌ基金属間化合物材料とその加工法 - Google Patents
Ｔｉ／Ａｌ基金属間化合物材料とその加工法Info
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- JPH0641661A JPH0641661A JP12654891A JP12654891A JPH0641661A JP H0641661 A JPH0641661 A JP H0641661A JP 12654891 A JP12654891 A JP 12654891A JP 12654891 A JP12654891 A JP 12654891A JP H0641661 A JPH0641661 A JP H0641661A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 １〜５％（重量）のＭｎを含有するＴｉ3 Ａ
ｌ相とＴｉＡｌ相との二相からなる材料。または、恒温
鍛造、熱処理製品。さらには、１〜５％（重量）のＭｎ
を含有するＴｉ3 Ａｌ相単相材料。 【効果】 優れた電解加工性が実現される。
ｌ相とＴｉＡｌ相との二相からなる材料。または、恒温
鍛造、熱処理製品。さらには、１〜５％（重量）のＭｎ
を含有するＴｉ3 Ａｌ相単相材料。 【効果】 優れた電解加工性が実現される。
Description
【産業上の利用分野】この発明は、Ｔｉ／Ａｌ基金属間
化合物材料とその加工法に関するものである。さらに詳
しくは、この発明は、航空機材料等として有用な、軽
量、かつ高靭性材料としての加工性に優れたＴｉ／Ａｌ
基金属間化合物材料とその電解加工法に関するものであ
る。
化合物材料とその加工法に関するものである。さらに詳
しくは、この発明は、航空機材料等として有用な、軽
量、かつ高靭性材料としての加工性に優れたＴｉ／Ａｌ
基金属間化合物材料とその電解加工法に関するものであ
る。
【従来の技術とその課題】Ｔｉ／Ａｌ基の金属間化合物
材料は軽量で高靭性であるため、航空機材料としての可
能性が高いが、機械加工による成形が困難である。これ
を補う手段として電解加工が考えられるが、Ｔｉ／Ａｌ
基材料はそのままでは電解加工性がよくない。そこで、
このような加工性の欠点を解消するための試みがなされ
てきているが、現在までのところ、そのための有効な手
段は見出されていないのが実情である。たとえば、この
Ｔｉ／Ａｌ系の金属間化合物のうちでもＴｉ3 Ａｌ相、
ＴｉＡｌ相もしくは両者の混合相を基とするものは軽量
で、しかも硬さ、剛性、強度、靭性などを総合した特性
が優れているために、多くの産業上の分野で実用化され
ている。しかし、これらの用途の点から見て有利な特性
は、これを用いて所要の形状の部材を製造しようとする
場合には必ずしも有利に作用せず、特に機械加工の場合
には工具の消耗、製造期間の長期化とこれに伴う加工経
費の増大という問題を生じた。これを補う対策として、
電解質の水溶液の中でこの材料を陽極として電気化学的
に成形加工を行なおうという、いわゆる電解加工が試み
られている。しかしながら、上記の材料は必ずしも電解
加工性が優れず、加工に長時間を要するという欠点があ
った。この発明はこのような欠点を克服することを目的
とするものである。さらに詳しくは、この発明は、従来
のＴｉ／Ａｌ基金属間化合物の欠点を克服し、加工性の
良好な、軽量、かつ高靭性特性を有する新しい金属間化
合物を提供することを目的としてている。
材料は軽量で高靭性であるため、航空機材料としての可
能性が高いが、機械加工による成形が困難である。これ
を補う手段として電解加工が考えられるが、Ｔｉ／Ａｌ
基材料はそのままでは電解加工性がよくない。そこで、
このような加工性の欠点を解消するための試みがなされ
てきているが、現在までのところ、そのための有効な手
段は見出されていないのが実情である。たとえば、この
Ｔｉ／Ａｌ系の金属間化合物のうちでもＴｉ3 Ａｌ相、
ＴｉＡｌ相もしくは両者の混合相を基とするものは軽量
で、しかも硬さ、剛性、強度、靭性などを総合した特性
が優れているために、多くの産業上の分野で実用化され
ている。しかし、これらの用途の点から見て有利な特性
は、これを用いて所要の形状の部材を製造しようとする
場合には必ずしも有利に作用せず、特に機械加工の場合
には工具の消耗、製造期間の長期化とこれに伴う加工経
費の増大という問題を生じた。これを補う対策として、
電解質の水溶液の中でこの材料を陽極として電気化学的
に成形加工を行なおうという、いわゆる電解加工が試み
られている。しかしながら、上記の材料は必ずしも電解
加工性が優れず、加工に長時間を要するという欠点があ
った。この発明はこのような欠点を克服することを目的
とするものである。さらに詳しくは、この発明は、従来
のＴｉ／Ａｌ基金属間化合物の欠点を克服し、加工性の
良好な、軽量、かつ高靭性特性を有する新しい金属間化
合物を提供することを目的としてている。
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、Ｍｎを１〜５重量％含有するＴ
ｉ3 Ａｌ相とＴｉＡｌ相の二相からなることを特徴とす
るＴｉ／Ａｌ基金属間化合物材料とその電解加工法を提
供する。また、この発明は、このＴｉ／Ａｌ基材料を、
1100℃以上の温度において５×１０-4〜５×１０-3の速
度で当初の厚さの４０〜１５％まで恒温鍛造してなるこ
とや、さらには、真空中もしくは不活性ガス中で1200〜
1400℃の温度で６０分以上保持してなることを特徴とす
る電解加工性の良好なＴｉ／Ａｌ基材料とその電解加工
法を提供する。そして、また、この発明は、Ｍｎを１〜
５重量％含有してなるＴｉ3 Ａｌ相単相からなることを
特徴とするＴｉ／Ａｌ基金属間化合物材料を提供する。
すなわち、この発明の発明者は、Ｔｉ／Ａｌ系の金属間
化合物に第３の元素を添加することによって電解加工
性、特に電解加工の速度を向上させることを試みてき
た。その結果、Ｔｉ／Ａｌ系の金属間化合物のうちＴｉ
3 Ａｌ相、ＴｉＡｌ相およびこれらの両相の混合相から
構成される材料についてはＭｎの添加がこの目的に特に
有効であることを見出しこの発明を完成した。以上の通
りのこの発明においては、Ｍｎの添加量は多いほど有効
であり、添加量が重量で１％以下の場合はその効果が顕
著でない。しかし、Ｍｎを過度に添加し、Ｔｉ3 Ａｌ相
もしくはＴｉＡｌ相以外の相が現われるようになるとむ
しろ有害であって、このような場合は電解加工が均一に
進行せず、電解加工の仕上りが思わしくない。電解加工
の速度は材料の組織に依存するが、一般に粗大な結晶粒
の材料は電解加工速度が小さく、不均質な組織の材料は
電解加工の仕上りも不均質である。そのため、Ｍｎを添
加した材料を鋳造で作製する場合はこれを恒温鍛造して
結晶粒を細かくすることは電解加工速度の向上にとって
極めて有益である。この際の恒温鍛造の条件は注意を要
するものであって、温度や変形速度、圧下率などが適当
でないと、素材にひび割れが生じ、所期の電解加工を行
なうことが不可能となる。この発明の発明者の経験によ
れば、この恒温鍛造は温度1100℃以上、変形速度５×１
０-4〜５×１０-3、圧下率４０〜１５％で行なうのが適
当である。ただし、Ｍｎ添加の有益性は恒温鍛造材に限
られるものではなく、鋳造材のままでも有効であり、ま
た、恒温鍛造材を組織を整える目的でさらに熱処理して
得られた材料についても有効である。この場合熱処理は
真空中もしくは不活性ガス中で1200〜1400℃で少なくと
も６０分行なうことが有効である。酸化雰囲気中でこれ
を行なうことは材料の酸化につながるほか、時によって
は表面に酸化物膜が形成され、これが電解加工性を劣化
させる。熱処理の温度は熱処理の目的によってやや異な
るが、いずれにしろ1400℃を越えると材料が不均質とな
ることがあり、電解加工に有害である。なお、熱処理は
本来組織を整えるものであるから、恒温鍛造の温度をあ
る程度越えなければ意義が薄く、この点から少なくとも
1200℃の温度は必要である。電解加工については、その
条件は特に限定されることはない。素材を電解質を含む
溶液の中で陽極として電解できるものであれば特別な限
定はない。しかし、３〜６Ｎの硫酸水溶液を使用する方
法は環境汚染などの点から特に問題が少なく、５〜４０
℃の広い範囲の室温でこれを行なうことができる。温度
がこの範囲を越えても、電解加工は可能であるが、溶液
から有害な蒸気が発生するため、特別な対策が必要とな
る。電解加工の電位は特に重要な因子で、溶液に対して
0.4〜0.6Ｖ（ＳＣＥ）の範囲外の電位では電解加工の速
度は著しく低下する。以下、実施例によりさらに詳しく
この発明について説明する。
を解決するものとして、Ｍｎを１〜５重量％含有するＴ
ｉ3 Ａｌ相とＴｉＡｌ相の二相からなることを特徴とす
るＴｉ／Ａｌ基金属間化合物材料とその電解加工法を提
供する。また、この発明は、このＴｉ／Ａｌ基材料を、
1100℃以上の温度において５×１０-4〜５×１０-3の速
度で当初の厚さの４０〜１５％まで恒温鍛造してなるこ
とや、さらには、真空中もしくは不活性ガス中で1200〜
1400℃の温度で６０分以上保持してなることを特徴とす
る電解加工性の良好なＴｉ／Ａｌ基材料とその電解加工
法を提供する。そして、また、この発明は、Ｍｎを１〜
５重量％含有してなるＴｉ3 Ａｌ相単相からなることを
特徴とするＴｉ／Ａｌ基金属間化合物材料を提供する。
すなわち、この発明の発明者は、Ｔｉ／Ａｌ系の金属間
化合物に第３の元素を添加することによって電解加工
性、特に電解加工の速度を向上させることを試みてき
た。その結果、Ｔｉ／Ａｌ系の金属間化合物のうちＴｉ
3 Ａｌ相、ＴｉＡｌ相およびこれらの両相の混合相から
構成される材料についてはＭｎの添加がこの目的に特に
有効であることを見出しこの発明を完成した。以上の通
りのこの発明においては、Ｍｎの添加量は多いほど有効
であり、添加量が重量で１％以下の場合はその効果が顕
著でない。しかし、Ｍｎを過度に添加し、Ｔｉ3 Ａｌ相
もしくはＴｉＡｌ相以外の相が現われるようになるとむ
しろ有害であって、このような場合は電解加工が均一に
進行せず、電解加工の仕上りが思わしくない。電解加工
の速度は材料の組織に依存するが、一般に粗大な結晶粒
の材料は電解加工速度が小さく、不均質な組織の材料は
電解加工の仕上りも不均質である。そのため、Ｍｎを添
加した材料を鋳造で作製する場合はこれを恒温鍛造して
結晶粒を細かくすることは電解加工速度の向上にとって
極めて有益である。この際の恒温鍛造の条件は注意を要
するものであって、温度や変形速度、圧下率などが適当
でないと、素材にひび割れが生じ、所期の電解加工を行
なうことが不可能となる。この発明の発明者の経験によ
れば、この恒温鍛造は温度1100℃以上、変形速度５×１
０-4〜５×１０-3、圧下率４０〜１５％で行なうのが適
当である。ただし、Ｍｎ添加の有益性は恒温鍛造材に限
られるものではなく、鋳造材のままでも有効であり、ま
た、恒温鍛造材を組織を整える目的でさらに熱処理して
得られた材料についても有効である。この場合熱処理は
真空中もしくは不活性ガス中で1200〜1400℃で少なくと
も６０分行なうことが有効である。酸化雰囲気中でこれ
を行なうことは材料の酸化につながるほか、時によって
は表面に酸化物膜が形成され、これが電解加工性を劣化
させる。熱処理の温度は熱処理の目的によってやや異な
るが、いずれにしろ1400℃を越えると材料が不均質とな
ることがあり、電解加工に有害である。なお、熱処理は
本来組織を整えるものであるから、恒温鍛造の温度をあ
る程度越えなければ意義が薄く、この点から少なくとも
1200℃の温度は必要である。電解加工については、その
条件は特に限定されることはない。素材を電解質を含む
溶液の中で陽極として電解できるものであれば特別な限
定はない。しかし、３〜６Ｎの硫酸水溶液を使用する方
法は環境汚染などの点から特に問題が少なく、５〜４０
℃の広い範囲の室温でこれを行なうことができる。温度
がこの範囲を越えても、電解加工は可能であるが、溶液
から有害な蒸気が発生するため、特別な対策が必要とな
る。電解加工の電位は特に重要な因子で、溶液に対して
0.4〜0.6Ｖ（ＳＣＥ）の範囲外の電位では電解加工の速
度は著しく低下する。以下、実施例によりさらに詳しく
この発明について説明する。
実施例１ ３４％のＡｌを含むＴｉの２％をＭｎで置換した合金を
素材として鋳造した後円筒形に加工し、５×１０-3／mi
n の速度で当初の厚さの２０％の厚さになるまで恒温鍛
造した。これを２０℃で５Ｎの硫酸中で−0.5Ｖ（ＳＣ
Ｅ）の電位で３時間電解加工し３６クーロン／cm2 の電
解減量を得た。同じ条件でＭｎで置き換えなかったもの
の電解加工減量は２０クーロン／cm2 であった。（電解
減量現在細かい数字を計算中ですが、約２５％の増加で
す） 実施例２ 実施例１で用いたものと同じＭｎ置換の素材を真空中で
1300℃で１時間熱処理した後、２０℃で５Ｎの硫酸中で
−0.50Ｖ（ＳＣＥ）の電位で５時間電解加工し３２クー
ロン／cm2 の電解減量を得た。同条件でＭｎで置き換え
ないものの電解加工減量は１７クーロン／cm2 であっ
た。
素材として鋳造した後円筒形に加工し、５×１０-3／mi
n の速度で当初の厚さの２０％の厚さになるまで恒温鍛
造した。これを２０℃で５Ｎの硫酸中で−0.5Ｖ（ＳＣ
Ｅ）の電位で３時間電解加工し３６クーロン／cm2 の電
解減量を得た。同じ条件でＭｎで置き換えなかったもの
の電解加工減量は２０クーロン／cm2 であった。（電解
減量現在細かい数字を計算中ですが、約２５％の増加で
す） 実施例２ 実施例１で用いたものと同じＭｎ置換の素材を真空中で
1300℃で１時間熱処理した後、２０℃で５Ｎの硫酸中で
−0.50Ｖ（ＳＣＥ）の電位で５時間電解加工し３２クー
ロン／cm2 の電解減量を得た。同条件でＭｎで置き換え
ないものの電解加工減量は１７クーロン／cm2 であっ
た。
【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明した通
り、電解加工性に優れたＴｉ／Ａｌ基金属間化合物材料
が実現される。また、生産、加工コストの低減が図られ
る。
り、電解加工性に優れたＴｉ／Ａｌ基金属間化合物材料
が実現される。また、生産、加工コストの低減が図られ
る。
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｍｎを１〜５重量％含有するＴｉ3 Ａｌ
相とＴｉＡｌ相の二相からなることを特徴とするＴｉ／
Ａｌ基金属間化合物材料。 - 【請求項２】 請求項１の材料を、1100℃以上の温度に
おいて５×１０-4〜５×１０-3の速度で当初の厚さの４
０〜１５％まで恒温鍛造してなることを特徴とする電解
加工性の良好なＴｉ／Ａｌ基材料。 - 【請求項３】 請求項２の材料を、真空中もしくは不活
性ガス中で1200〜1400℃の温度で６０分以上保持してな
ることを特徴とする電解加工性の良好なＴｉ／Ａｌ基材
料。 - 【請求項４】 請求項１，２、または３の材料を陽極と
して硫酸の存在下に電解加工することを特徴とするＴｉ
／Ａｌ基材料の加工法。 - 【請求項５】 １〜６Ｎの硫酸の存在下、５〜４０℃の
温度において電解加工する請求項４の加工法。 - 【請求項６】 Ｍｎを１〜５重量％含有してなるＴｉ3
Ａｌ相単相からなることを特徴とするＴｉ／Ａｌ基金属
間化合物材料。 - 【請求項７】 請求項６の材料を、1100℃以上の温度に
おいて、５×１０-4〜５×１０-3の速度で当初の厚さの
４０〜１５％まで恒温鍛造してなることを特徴とする電
解加工性の良好なＴｉ／Ａｌ基材料。 - 【請求項８】 請求項７の材料を、真空中もしくは不活
性ガス中で1200〜1400℃の温度で６０分以上保持してな
ることを特徴とする電解加工性の良好なＴｉ／Ａｌ基材
料。 - 【請求項９】 請求項６，７または８の材料を硫酸の存
在下に電解加工することを特徴とするＴｉ／Ａｌ基材料
の加工法。 - 【請求項１０】 １〜６Ｎの硫酸の存在下、５〜４０℃
の温度において電解加工する請求項９の加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126548A JPH0791609B2 (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 電解加工用Ｔｉ／Ａｌ基金属間化合物材料とその 製造法並びに加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126548A JPH0791609B2 (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 電解加工用Ｔｉ／Ａｌ基金属間化合物材料とその 製造法並びに加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641661A true JPH0641661A (ja) | 1994-02-15 |
| JPH0791609B2 JPH0791609B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=14937904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3126548A Expired - Lifetime JPH0791609B2 (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 電解加工用Ｔｉ／Ａｌ基金属間化合物材料とその 製造法並びに加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791609B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0570912A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物基合金の製造方法 |
| US6669791B2 (en) | 2000-02-23 | 2003-12-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | TiAl based alloy, production process therefor, and rotor blade using same |
| WO2018043187A1 (ja) | 2016-09-02 | 2018-03-08 | 株式会社Ihi | ＴｉＡｌ合金及びその製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5616700A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-17 | Urarusukii N Itsusureedowachie | Electrolysis liquid for electrochemical polishing of titanium or titanium alloy article |
| JPS6141740A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-28 | Natl Res Inst For Metals | 金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
| JPS6270531A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物部材の成形法 |
| JPS63171862A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-15 | Nkk Corp | ＴｉＡ１基耐熱合金の製造方法 |
| JPH02101134A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-12 | Daido Steel Co Ltd | 耐熱複合材料 |
| JPH0353049A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属間化合物ＴｉＡｌ基合金の熱処理方法 |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP3126548A patent/JPH0791609B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5616700A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-17 | Urarusukii N Itsusureedowachie | Electrolysis liquid for electrochemical polishing of titanium or titanium alloy article |
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| JPS6270531A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物部材の成形法 |
| JPS63171862A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-15 | Nkk Corp | ＴｉＡ１基耐熱合金の製造方法 |
| JPH02101134A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-12 | Daido Steel Co Ltd | 耐熱複合材料 |
| JPH0353049A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属間化合物ＴｉＡｌ基合金の熱処理方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0570912A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物基合金の製造方法 |
| US6669791B2 (en) | 2000-02-23 | 2003-12-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | TiAl based alloy, production process therefor, and rotor blade using same |
| WO2018043187A1 (ja) | 2016-09-02 | 2018-03-08 | 株式会社Ihi | ＴｉＡｌ合金及びその製造方法 |
| US11078563B2 (en) | 2016-09-02 | 2021-08-03 | Ihi Corporation | TiAl alloy and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791609B2 (ja) | 1995-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |