JPH11222642A - 耐磨耗性に優れたＴｉ合金 - Google Patents
耐磨耗性に優れたＴｉ合金Info
- Publication number
- JPH11222642A JPH11222642A JP3417298A JP3417298A JPH11222642A JP H11222642 A JPH11222642 A JP H11222642A JP 3417298 A JP3417298 A JP 3417298A JP 3417298 A JP3417298 A JP 3417298A JP H11222642 A JPH11222642 A JP H11222642A
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- Japan
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- alloy
- wear resistance
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- Pending
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】摺動部品等への適用に際して窒化，酸化，肉盛
処理等の耐磨耗表面処理を施す必要のない、良好な耐磨
耗性を有するＴｉ合金を提供することを目的とする。 【解決手段】Ｔｉ合金の組成を、重量％でＡｌ：２〜６
％，Ｖ：１８〜３０％，Ｓｉ：０．１〜４．０％，残部
実質的にＴｉから成る組成とする。また必要に応じてＦ
ｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎの１種若しくは２種以上を
２％以下の範囲で含有させる。また場合によってＯ：≦
０．１８％，Ｎ：≦０．０３％，Ｃ：≦０．０３％に規
制する。
処理等の耐磨耗表面処理を施す必要のない、良好な耐磨
耗性を有するＴｉ合金を提供することを目的とする。 【解決手段】Ｔｉ合金の組成を、重量％でＡｌ：２〜６
％，Ｖ：１８〜３０％，Ｓｉ：０．１〜４．０％，残部
実質的にＴｉから成る組成とする。また必要に応じてＦ
ｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎの１種若しくは２種以上を
２％以下の範囲で含有させる。また場合によってＯ：≦
０．１８％，Ｎ：≦０．０３％，Ｃ：≦０．０３％に規
制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はバルブスプリング
リテーナ，弁ばね，ゴルフクラブヘッド等の耐磨耗性の
要求される部材に好適なＴｉ合金に関する。
リテーナ，弁ばね，ゴルフクラブヘッド等の耐磨耗性の
要求される部材に好適なＴｉ合金に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】Ｔｉ合
金は軽くて強く、耐食性に優れており、従来は主として
宇宙航空機材料として用いられてきた。また最近では自
動車用材料，機械構造部品用材料，一般民需用材料等と
しても使用されてきている。
金は軽くて強く、耐食性に優れており、従来は主として
宇宙航空機材料として用いられてきた。また最近では自
動車用材料，機械構造部品用材料，一般民需用材料等と
しても使用されてきている。
【０００３】Ｔｉ合金は室温組織によってα型合金，α
＋β型合金，β型合金に大別され、従来にあっては機械
的性質が安定しており、また使い易い合金としてα＋β
型のＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金が最も多く用いられてき
た。
＋β型合金，β型合金に大別され、従来にあっては機械
的性質が安定しており、また使い易い合金としてα＋β
型のＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金が最も多く用いられてき
た。
【０００４】このＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金は多くの使用
実績に裏付けられた信頼性の高い合金であるが塑性加工
性が悪く、冷間加工が困難であって、そのために主とし
て切削加工によって製品が製作され、そのため材料歩留
りが悪く、製品コストを押し上げる要因となっていた。
実績に裏付けられた信頼性の高い合金であるが塑性加工
性が悪く、冷間加工が困難であって、そのために主とし
て切削加工によって製品が製作され、そのため材料歩留
りが悪く、製品コストを押し上げる要因となっていた。
【０００５】そこで塑性加工性の良好な体心立方晶のβ
相を基本とするβ型Ｔｉ合金に対する期待が高まり、各
種研究開発が進められている。このβ型Ｔｉ合金の場
合、高温から焼入れ（溶体化）し（一般にこの溶体化後
に冷間加工を行う）、その後焼戻し（時効）処理を行う
ことで、β相等の地にα相等の微細な析出相を析出さ
せ、強度を向上させることができる。
相を基本とするβ型Ｔｉ合金に対する期待が高まり、各
種研究開発が進められている。このβ型Ｔｉ合金の場
合、高温から焼入れ（溶体化）し（一般にこの溶体化後
に冷間加工を行う）、その後焼戻し（時効）処理を行う
ことで、β相等の地にα相等の微細な析出相を析出さ
せ、強度を向上させることができる。
【０００６】ところで従来のＴｉ合金の場合耐磨耗性が
悪く、摺動部への適用に際しては窒化，酸化，肉盛処理
等の耐磨耗表面処理が必要不可欠であるといった問題が
あった。
悪く、摺動部への適用に際しては窒化，酸化，肉盛処理
等の耐磨耗表面処理が必要不可欠であるといった問題が
あった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
耐磨耗表面処理を施さなくても良好な耐磨耗性を得るこ
とのできるＴｉ合金、即ち耐磨耗性に優れたＴｉ合金を
提供することを目的とする。而して本発明の耐磨耗性に
優れたＴｉ合金は、重量％で、Ａｌ：２〜６％，Ｖ：１
８〜３０％，Ｓｉ：０．１〜４．０％，残部実質的にＴ
ｉから成ることを特徴とする。
耐磨耗表面処理を施さなくても良好な耐磨耗性を得るこ
とのできるＴｉ合金、即ち耐磨耗性に優れたＴｉ合金を
提供することを目的とする。而して本発明の耐磨耗性に
優れたＴｉ合金は、重量％で、Ａｌ：２〜６％，Ｖ：１
８〜３０％，Ｓｉ：０．１〜４．０％，残部実質的にＴ
ｉから成ることを特徴とする。
【０００８】請求項２のＴｉ合金は、重量％で、Ａｌ：
２〜６％，Ｖ：１８〜３０％，Ｓｉ：０．１〜４．０
％，並びにＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎの１種若しく
は２種以上を合計量で２％以下の範囲で含有することを
特徴とする。
２〜６％，Ｖ：１８〜３０％，Ｓｉ：０．１〜４．０
％，並びにＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎの１種若しく
は２種以上を合計量で２％以下の範囲で含有することを
特徴とする。
【０００９】請求項３のＴｉ合金は、請求項１又は２に
おいて、Ｏ：≦０．１８％，Ｎ：≦０．０３％，Ｃ：≦
０．０３％に規制されていることを特徴とする。
おいて、Ｏ：≦０．１８％，Ｎ：≦０．０３％，Ｃ：≦
０．０３％に規制されていることを特徴とする。
【００１０】
【作用及び発明の効果】上記のように本発明はβ相を基
本とするＴｉ合金においてＳｉを所定量含有させたもの
で、このＴｉ合金の場合、ＳｉとＴｉの金属間化合物で
あるシリサイド（Ｔｉ5Ｓｉ3）の析出によって耐磨耗性
を効果的に向上させることができる。
本とするＴｉ合金においてＳｉを所定量含有させたもの
で、このＴｉ合金の場合、ＳｉとＴｉの金属間化合物で
あるシリサイド（Ｔｉ5Ｓｉ3）の析出によって耐磨耗性
を効果的に向上させることができる。
【００１１】従って従来のように摺動部品等への適用に
際して窒化処理，酸化処理，肉盛処理等の耐磨耗表面処
理を施さなくても良く、Ｔｉ合金製品の製造工程を簡略
化し、製品コストを低減することができる。
際して窒化処理，酸化処理，肉盛処理等の耐磨耗表面処
理を施さなくても良く、Ｔｉ合金製品の製造工程を簡略
化し、製品コストを低減することができる。
【００１２】次に本発明における各化学成分の限定理由
を詳述する。 Ａｌ：２〜６％ Ａｌはα相を固溶強化する元素で、β型Ｔｉ合金におい
ては脆化相となるω相の生成を抑制し、α相の析出強化
を高める働きがある。但し２％より少ないとその効果が
少なく、また６％を超えると他の析出相（Ｔｉ3Ａｌ）
を形成し脆化する恐れが生じるため、２〜６％の範囲で
添加する。
を詳述する。 Ａｌ：２〜６％ Ａｌはα相を固溶強化する元素で、β型Ｔｉ合金におい
ては脆化相となるω相の生成を抑制し、α相の析出強化
を高める働きがある。但し２％より少ないとその効果が
少なく、また６％を超えると他の析出相（Ｔｉ3Ａｌ）
を形成し脆化する恐れが生じるため、２〜６％の範囲で
添加する。
【００１３】Ｖ：１８〜３０％ Ｖはβ相を室温で安定化させるために添加する。Ｍｓ点
を室温とするために必要なＶ量は１５％であるが、工業
的には１８％程度確保する必要がある。そこで本発明で
はＶの添加量の下限を１８％としている。一方３０％を
超えて添加するとβ相が安定となり、時効処理のための
処理時間が長くなって実用的でなくなる。そこで上限を
３０％と規定する。
を室温とするために必要なＶ量は１５％であるが、工業
的には１８％程度確保する必要がある。そこで本発明で
はＶの添加量の下限を１８％としている。一方３０％を
超えて添加するとβ相が安定となり、時効処理のための
処理時間が長くなって実用的でなくなる。そこで上限を
３０％と規定する。
【００１４】Ｓｉ：０．１〜４．０％ Ｓｉは本発明においてＴｉ合金の耐磨耗性を高める上で
必須の元素で、Ｓｉ添加によりＳｉとＴｉの金属間化合
物であるシリサイド（Ｔｉ5Ｓｉ3）が分散析出し、その
析出効果によって耐磨耗性が向上する。但し０．１％未
満ではその効果が少なく、逆に４．０％を超えて多量に
添加すると、冷却過程でシリサイドとＴｉとが共晶反応
を起して共晶組織を形成して脆化し、靭延性が劣化す
る。そこで本発明では上限を４．０％と規定する。
必須の元素で、Ｓｉ添加によりＳｉとＴｉの金属間化合
物であるシリサイド（Ｔｉ5Ｓｉ3）が分散析出し、その
析出効果によって耐磨耗性が向上する。但し０．１％未
満ではその効果が少なく、逆に４．０％を超えて多量に
添加すると、冷却過程でシリサイドとＴｉとが共晶反応
を起して共晶組織を形成して脆化し、靭延性が劣化す
る。そこで本発明では上限を４．０％と規定する。
【００１５】 Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ：≦２．０％ これらの元素はＶと同様にβ相を安定化させる元素であ
り、２％以下の範囲で添加することも有効である。但し
これら元素は共析型の元素であり、２％を超えて添加す
ると金属間化合物を形成し脆化要因となるため、上限を
２．０％に規定する。
り、２％以下の範囲で添加することも有効である。但し
これら元素は共析型の元素であり、２％を超えて添加す
ると金属間化合物を形成し脆化要因となるため、上限を
２．０％に規定する。
【００１６】Ｏ：≦０．１８％ 本発明のＴｉ合金は、シリサイドの析出によって耐磨耗
性が向上する一方で、靭延性が低下する恐れが生ずる。
そこでＯの含有量を一定以下に規制する。Ｏは少量含有
させることでＴｉ合金の強度を高めることができるが、
シリサイドが析出する条件の下で０．１８％より多く含
有させるとＴｉ合金の靭延性が低下してしまうため、上
限を０．１８％に規制する。
性が向上する一方で、靭延性が低下する恐れが生ずる。
そこでＯの含有量を一定以下に規制する。Ｏは少量含有
させることでＴｉ合金の強度を高めることができるが、
シリサイドが析出する条件の下で０．１８％より多く含
有させるとＴｉ合金の靭延性が低下してしまうため、上
限を０．１８％に規制する。
【００１７】Ｎ，Ｃ：≦０．０３％ 通常Ｎ，ＣはそれぞれＮ：≦０．０５％，Ｃ：≦０．０
８％に規制されるが、シリサイドの析出する条件の下で
はＮ，Ｃを更に低く規制する必要がある。そこで本発明
では靭延性確保の点からこれらＮ，Ｃをそれぞれ０．０
３％以下に規制する。
８％に規制されるが、シリサイドの析出する条件の下で
はＮ，Ｃを更に低く規制する必要がある。そこで本発明
では靭延性確保の点からこれらＮ，Ｃをそれぞれ０．０
３％以下に規制する。
【００１８】
【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。表１
に示す組成のＴｉ合金６ｋｇをプラズマ炉により溶解し
て直径１００ｍｍのインゴットとし、これより試験片を
切り出して耐磨耗性及び靭延性の評価を行った。尚一部
については表１に示す条件で熱処理を行い、その熱処理
品に対して耐磨耗性，靭延性の評価を行った。
に示す組成のＴｉ合金６ｋｇをプラズマ炉により溶解し
て直径１００ｍｍのインゴットとし、これより試験片を
切り出して耐磨耗性及び靭延性の評価を行った。尚一部
については表１に示す条件で熱処理を行い、その熱処理
品に対して耐磨耗性，靭延性の評価を行った。
【００１９】
【表１】
【００２０】ここで靭延性の評価は引張試験の破断伸び
にて行い、また耐磨耗性の評価は以下の試験により行っ
た。 ＜耐磨耗性評価＞ 試験方法：大越式磨耗試験 試験条件 相手材：ＳＵＪ２リング 滑り距離：２００ｍ 滑り速度：０．９４ｍ／ｓｅｃ 潤滑油：なし 荷重：６．３ｋｇｆ
にて行い、また耐磨耗性の評価は以下の試験により行っ
た。 ＜耐磨耗性評価＞ 試験方法：大越式磨耗試験 試験条件 相手材：ＳＵＪ２リング 滑り距離：２００ｍ 滑り速度：０．９４ｍ／ｓｅｃ 潤滑油：なし 荷重：６．３ｋｇｆ
【００２１】結果を表１に併せて示している。表１の結
果に見られるようにＡｌ，Ｖ，Ｓｉを本発明の範囲内で
含有する発明例の場合、Ｓｉを含有していない比較例２
のものに比べて何れも耐磨耗性が大幅に向上している。
尚Ｓｉを４％より多く含有する比較例１の場合、耐磨耗
性は良好であるものの、Ｓｉを過剰に含有することによ
って破断伸びの値が低くなっている。
果に見られるようにＡｌ，Ｖ，Ｓｉを本発明の範囲内で
含有する発明例の場合、Ｓｉを含有していない比較例２
のものに比べて何れも耐磨耗性が大幅に向上している。
尚Ｓｉを４％より多く含有する比較例１の場合、耐磨耗
性は良好であるものの、Ｓｉを過剰に含有することによ
って破断伸びの値が低くなっている。
【００２２】これに対してＳｉを４％以内で含有する本
発明例のものは、一定以上の靭延性が確保されている。
更にＯ，Ｃ，Ｎを何れも０．１８％以下，０．０３％以
下，０．０３％以下に規制した発明例１３，１４では、
Ｓｉ添加に基づくシリサイドの析出にも拘らず靭延性の
低下がより良く抑制され、良好な靭延性が確保されてい
る。
発明例のものは、一定以上の靭延性が確保されている。
更にＯ，Ｃ，Ｎを何れも０．１８％以下，０．０３％以
下，０．０３％以下に規制した発明例１３，１４では、
Ｓｉ添加に基づくシリサイドの析出にも拘らず靭延性の
低下がより良く抑制され、良好な靭延性が確保されてい
る。
【００２３】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
Claims (3)
- 【請求項１】重量％で Ａｌ：２〜６％ Ｖ ：１８〜３０％ Ｓｉ：０．１〜４．０％ 残部実質的にＴｉから成ることを特徴とする耐磨耗性に
優れたＴｉ合金。 - 【請求項２】重量％で Ａｌ：２〜６％ Ｖ ：１８〜３０％ Ｓｉ：０．１〜４．０％ 並びにＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎの１種若しくは２
種以上を合計量で２％以下の範囲で含有することを特徴
とする耐磨耗性に優れたＴｉ合金。 - 【請求項３】 請求項１又は２において Ｏ：≦０．１８％ Ｎ：≦０．０３％ Ｃ：≦０．０３％ に規制されていることを特徴とする耐磨耗性に優れたＴ
ｉ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3417298A JPH11222642A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 耐磨耗性に優れたＴｉ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3417298A JPH11222642A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 耐磨耗性に優れたＴｉ合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11222642A true JPH11222642A (ja) | 1999-08-17 |
Family
ID=12406799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3417298A Pending JPH11222642A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 耐磨耗性に優れたＴｉ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11222642A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104404304A (zh) * | 2014-12-20 | 2015-03-11 | 常熟市强盛电力设备有限责任公司 | 风力发电机转子 |
| CN104404302A (zh) * | 2014-12-20 | 2015-03-11 | 常熟市强盛电力设备有限责任公司 | 直驱式风力发电机组的转子机构 |
| CN104451257A (zh) * | 2014-12-20 | 2015-03-25 | 常熟市强盛电力设备有限责任公司 | 双馈风力发电机机座 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP3417298A patent/JPH11222642A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104404304A (zh) * | 2014-12-20 | 2015-03-11 | 常熟市强盛电力设备有限责任公司 | 风力发电机转子 |
| CN104404302A (zh) * | 2014-12-20 | 2015-03-11 | 常熟市强盛电力设备有限责任公司 | 直驱式风力发电机组的转子机构 |
| CN104451257A (zh) * | 2014-12-20 | 2015-03-25 | 常熟市强盛电力设备有限责任公司 | 双馈风力发电机机座 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20041129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080304 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20080701 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |