JPH11335757A - 耐高温大気酸化性に優れた高強度、高延性チタン合金 - Google Patents
耐高温大気酸化性に優れた高強度、高延性チタン合金Info
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- JPH11335757A JPH11335757A JP14645698A JP14645698A JPH11335757A JP H11335757 A JPH11335757 A JP H11335757A JP 14645698 A JP14645698 A JP 14645698A JP 14645698 A JP14645698 A JP 14645698A JP H11335757 A JPH11335757 A JP H11335757A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐高温大気酸化性にすぐれたＦｅを含有する高
強度、高延性チタン合金の提供。 【解決手段】質量％で、Ｆｅ：０．２〜５％、Ｏ（酸
素）：０．０５〜０．７５％を含み、さらにＺｒを下記
の範囲内で含有していること特徴とする耐高温大気酸化
性に優れた高強度、高延性チタン合金。 Ｚｒ（質量％）：０．０１・ｅ0.7[Fe]〜 ２０・ｅ
-0.2[Fe] ここで、［Ｆｅ］は合金中の含有量（質量％）を示し、
ｅは自然対数の底数を示す
強度、高延性チタン合金の提供。 【解決手段】質量％で、Ｆｅ：０．２〜５％、Ｏ（酸
素）：０．０５〜０．７５％を含み、さらにＺｒを下記
の範囲内で含有していること特徴とする耐高温大気酸化
性に優れた高強度、高延性チタン合金。 Ｚｒ（質量％）：０．０１・ｅ0.7[Fe]〜 ２０・ｅ
-0.2[Fe] ここで、［Ｆｅ］は合金中の含有量（質量％）を示し、
ｅは自然対数の底数を示す
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温の大気中にお
ける耐酸化性（以下、耐高温大気酸化性と記す）に優れ
た高強度、高延性チタン合金に関する。
ける耐酸化性（以下、耐高温大気酸化性と記す）に優れ
た高強度、高延性チタン合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】チタン合金は、軽量であるにもかかわら
ず高強度で、耐疲労特性や耐食性に優れているという特
長を有している。そのため、航空機部品、自動車部品、
スポーツやレジャー用具、人工骨などの医療用品および
化学工業の設備用部品など種々の用途に利用されてい
る。
ず高強度で、耐疲労特性や耐食性に優れているという特
長を有している。そのため、航空機部品、自動車部品、
スポーツやレジャー用具、人工骨などの医療用品および
化学工業の設備用部品など種々の用途に利用されてい
る。
【０００３】高強度で延性に優れたチタン合金として
は、「α＋β型」および「β型」があり、いずれもチタ
ンにＶ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、ＳｎおよびＦｅなどの成分
を添加することによって機械特性を改善した合金であ
る。
は、「α＋β型」および「β型」があり、いずれもチタ
ンにＶ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、ＳｎおよびＦｅなどの成分
を添加することによって機械特性を改善した合金であ
る。
【０００４】Ｔｉ−５％Ａｌ−２．５％Ｆｅ合金は、高
価な添加成分であるＶを、比較的安価で人体に無害な元
素であるＦｅで代替することによって製造コストを低減
した合金として知られている。
価な添加成分であるＶを、比較的安価で人体に無害な元
素であるＦｅで代替することによって製造コストを低減
した合金として知られている。
【０００５】特開平１−２５２７４７号公報に、多量の
合金成分を含有させることなく強度と延性を改善した、
Ｆｅ：０．１〜０．８％とＯ（酸素）、Ｎを含有するチ
タン合金が開示されている。
合金成分を含有させることなく強度と延性を改善した、
Ｆｅ：０．１〜０．８％とＯ（酸素）、Ｎを含有するチ
タン合金が開示されている。
【０００６】国際公開ＷＯ９６／３３２９２号公報に、
Ａｌ、ＶおよびＭｏ等の製造コスト高める合金元素を含
有させないで強度と高延性を改善した、Ｆｅ：０．９〜
２．３％とＯ（酸素）、Ｎさらに必要によりＣｒ、Ｎｉ
を含有させたチタン合金が開示されている。
Ａｌ、ＶおよびＭｏ等の製造コスト高める合金元素を含
有させないで強度と高延性を改善した、Ｆｅ：０．９〜
２．３％とＯ（酸素）、Ｎさらに必要によりＣｒ、Ｎｉ
を含有させたチタン合金が開示されている。
【０００７】しかし、これらの新しく開発された合金
は、高温での大気中で酸化し易いＦｅを多量に含んでい
る。そのため、耐高温大気酸化性に欠けている。
は、高温での大気中で酸化し易いＦｅを多量に含んでい
る。そのため、耐高温大気酸化性に欠けている。
【０００８】ここでいう「高温」とは、「４００〜１１
００℃」のことであり、熱間加工および熱処理のための
加熱温度に相当している。
００℃」のことであり、熱間加工および熱処理のための
加熱温度に相当している。
【０００９】耐高温大気酸化性が劣る場合、熱間圧延あ
るいは熱間鍛造などの熱間加工工程、あるいは、焼鈍や
再結晶を目的とした熱処理工程において、酸化スケール
の生成による歩留りの低下、加工製品の寸法精度の低
下、加工中の酸化スケールの巻き込みによる表面キズの
発生等の問題が生じる。
るいは熱間鍛造などの熱間加工工程、あるいは、焼鈍や
再結晶を目的とした熱処理工程において、酸化スケール
の生成による歩留りの低下、加工製品の寸法精度の低
下、加工中の酸化スケールの巻き込みによる表面キズの
発生等の問題が生じる。
【００１０】大気酸化を抑制するための対策としては、
加熱前の合金表面への酸化抑制剤の塗布や、Ａｒガスな
どの不活性雰囲気中での加熱等があるが、いずれも労力
や設備を必要とし、製造コストを増大させるため実用的
ではない。
加熱前の合金表面への酸化抑制剤の塗布や、Ａｒガスな
どの不活性雰囲気中での加熱等があるが、いずれも労力
や設備を必要とし、製造コストを増大させるため実用的
ではない。
【００１１】TITANIUM '80、Proceedings of the Fourth
International Conference on Titanium、P.2755には、
チタンへのＺｒおよびＳｉの添加は大気酸化の抑制に有
効であることが報告されている。しかし、酸化し易いＦ
ｅを含有させた場合のＺｒやＳｉの酸化抑制効果は知ら
れていなかった。
International Conference on Titanium、P.2755には、
チタンへのＺｒおよびＳｉの添加は大気酸化の抑制に有
効であることが報告されている。しかし、酸化し易いＦ
ｅを含有させた場合のＺｒやＳｉの酸化抑制効果は知ら
れていなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、酸化
し易いＦｅを含有する耐高温大気酸化性にすぐれた高強
度、高延性チタン合金を提供することにある。
し易いＦｅを含有する耐高温大気酸化性にすぐれた高強
度、高延性チタン合金を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】耐高温大気酸化性にすぐ
れた高強度、高延性チタン合金に係わる本発明の要旨は
以下の通りである。
れた高強度、高延性チタン合金に係わる本発明の要旨は
以下の通りである。
【００１４】（１）質量％で、Ｆｅ：０．２〜５％、Ｏ
（酸素）：０．０５〜０．７５％を含み、さらにＺｒを
下記の範囲内で含有していること特徴とする高温の大気
中における耐酸化性に優れた高強度、高延性チタン合
金。
（酸素）：０．０５〜０．７５％を含み、さらにＺｒを
下記の範囲内で含有していること特徴とする高温の大気
中における耐酸化性に優れた高強度、高延性チタン合
金。
【００１５】Ｚｒ（質量％）：０．０１・ｅ0.7[Fe]〜
２０・ｅ-0.2[Fe] ここで、［Ｆｅ］は合金中の含有量（質量％）を示し、
ｅは自然対数の底数を示す （２）質量％で、Ｆｅ：０．２〜５％、Ｏ（酸素）：
０．０５〜０．７５％を含み、さらにＺｒとＳｉとを下
記の範囲内で含有していること特徴とする高温の大気中
における耐酸化性に優れた高強度、高延性チタン合金。
２０・ｅ-0.2[Fe] ここで、［Ｆｅ］は合金中の含有量（質量％）を示し、
ｅは自然対数の底数を示す （２）質量％で、Ｆｅ：０．２〜５％、Ｏ（酸素）：
０．０５〜０．７５％を含み、さらにＺｒとＳｉとを下
記の範囲内で含有していること特徴とする高温の大気中
における耐酸化性に優れた高強度、高延性チタン合金。
【００１６】Ｚｒ（質量％）：０．０１・ｅ0.7[Fe]〜
２０・ｅ-0.2[Fe] Ｓｉ（質量％）：０．０１・ｅ0.5[Fe]〜５・ｅ
-0.5[Fe] ここで、［Ｆｅ］は合金中の含有量（質量％）を示し、
ｅは自然対数の底数を示す本発明者らは、酸化し易いＦ
ｅを含有するチタン合金の耐高温大気酸化性を改善する
ため種々実験検討をおこなた結果、下記の知見を得た。
２０・ｅ-0.2[Fe] Ｓｉ（質量％）：０．０１・ｅ0.5[Fe]〜５・ｅ
-0.5[Fe] ここで、［Ｆｅ］は合金中の含有量（質量％）を示し、
ｅは自然対数の底数を示す本発明者らは、酸化し易いＦ
ｅを含有するチタン合金の耐高温大気酸化性を改善する
ため種々実験検討をおこなた結果、下記の知見を得た。
【００１７】ａ）Ｆｅ含有チタン合金にＺｒを含有させ
た場合、Ｚｒの耐高温大気酸化性向上効果は、Ｆｅ含有
量に影響される。
た場合、Ｚｒの耐高温大気酸化性向上効果は、Ｆｅ含有
量に影響される。
【００１８】ｂ）耐高温大気酸化性を改善する効果を得
るに必要なＺｒの下限量は、Ｆｅ含有が増加するにした
がって増加する。しかし、Ｚｒの含有量の上限は、Ｆｅ
含有量が増加するにしたがい低減させなければ延性が劣
化する。
るに必要なＺｒの下限量は、Ｆｅ含有が増加するにした
がって増加する。しかし、Ｚｒの含有量の上限は、Ｆｅ
含有量が増加するにしたがい低減させなければ延性が劣
化する。
【００１９】ｃ）すなわち、Ｚｒの含有量を０．０１・
ｅ0.7[Fe]〜 ２０・ｅ-0.2[Fe]の範囲とすることにより
耐高温大気酸化性が得られ、かつ延性も確保できる。
ｅ0.7[Fe]〜 ２０・ｅ-0.2[Fe]の範囲とすることにより
耐高温大気酸化性が得られ、かつ延性も確保できる。
【００２０】ｄ）ＦｅおよびＺｒ含有チタン合金に、さ
らにＳｉを含有させると一層耐高温大気酸化性が向上す
ると共に強度も向上する。
らにＳｉを含有させると一層耐高温大気酸化性が向上す
ると共に強度も向上する。
【００２１】ｅ）耐高温大気酸化性を改善する効果を得
るのに必要なＳｉの下限量は、Ｆｅ含有量が増加するに
したがって増加させる必要がある。しかし、Ｓｉの含有
量の上限はＦｅ含有量が増加するにつれ低減させなけれ
ば延性および大気酸化特性が劣化する。
るのに必要なＳｉの下限量は、Ｆｅ含有量が増加するに
したがって増加させる必要がある。しかし、Ｓｉの含有
量の上限はＦｅ含有量が増加するにつれ低減させなけれ
ば延性および大気酸化特性が劣化する。
【００２２】ｆ）すなわち、Ｓｉを含有させる場合、そ
の含有量は０．０１・ｅ(0.5[Fe]〜５・ｅ-0.5[Fe]の範
囲内としなければならない。
の含有量は０．０１・ｅ(0.5[Fe]〜５・ｅ-0.5[Fe]の範
囲内としなければならない。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明のチタン合金について化学
組成を限定した理由について以下に説明する。なお、化
学組成の％表示は質量％を示す。
組成を限定した理由について以下に説明する。なお、化
学組成の％表示は質量％を示す。
【００２４】Ｆｅ：Ｆｅは、欠くことのできない重要な
合金元素である。Ｆｅは、母相であるα相中にβ相ある
いはＴｉＦｅ相を形成する作用があり、合金の組織を多
相化することによって強度を高める。
合金元素である。Ｆｅは、母相であるα相中にβ相ある
いはＴｉＦｅ相を形成する作用があり、合金の組織を多
相化することによって強度を高める。
【００２５】この効果を発揮させるためには、０．２％
以上含有させる必要がある。一方、Ｆｅ含有量が５％を
超えると延性が著しく低下する。したがって、Ｆｅ含有
量は、０．２〜５％とした。強度と延性のバランスを考
慮すれば、好ましくは０．２〜３．５％である。
以上含有させる必要がある。一方、Ｆｅ含有量が５％を
超えると延性が著しく低下する。したがって、Ｆｅ含有
量は、０．２〜５％とした。強度と延性のバランスを考
慮すれば、好ましくは０．２〜３．５％である。
【００２６】Ｏ（酸素）：ＯもＦｅと同様に欠くことの
できない重要な元素である。Ｏは、固溶強化作用によっ
て合金の強度を向上させる作用がある。その効果を得る
ためには、Ｏ含有量を０．０５％以上とする必要があ
る。しかし、０．７５％を超えると、Ｏの固溶量が過剰
となり延性が低下する。したがって、Ｏ含有量は０．０
５〜０．７５％とした。強度と延性のバランスを考慮す
れば、好ましくは０．１〜０．６％である。
できない重要な元素である。Ｏは、固溶強化作用によっ
て合金の強度を向上させる作用がある。その効果を得る
ためには、Ｏ含有量を０．０５％以上とする必要があ
る。しかし、０．７５％を超えると、Ｏの固溶量が過剰
となり延性が低下する。したがって、Ｏ含有量は０．０
５〜０．７５％とした。強度と延性のバランスを考慮す
れば、好ましくは０．１〜０．６％である。
【００２７】Ｚｒ：Ｚｒは、本発明の合金において重要
な元素であり、緻密なＺｒ酸化物層を合金表面に形成
し、酸素の合金への侵入を抑制して耐高温大気酸化性の
向上に寄与する。また、合金に固溶して強度を向上させ
る作用がある。
な元素であり、緻密なＺｒ酸化物層を合金表面に形成
し、酸素の合金への侵入を抑制して耐高温大気酸化性の
向上に寄与する。また、合金に固溶して強度を向上させ
る作用がある。
【００２８】高温大気酸化を抑制するためには、強固な
Ｚｒ酸化物層を合金表面に生成させて、酸素が合金に浸
入するのを防止しなければならない。Ｆｅ含有量の増加
に比例してＦｅ酸化物の生成も活発となるため、Ｆｅ含
有量の増加に伴いてＺｒ含有量の下限値を増加させる必
要がある。Ｚｒの耐高温大気酸化性および強度の向上効
果を得るためには、Ｚｒ含量を０．０１・ｅ0.7[Fe]％
以上とする必要がある。 一方、Ｚｒ含有量が２０・ｅ
-0.2[Fe]％を超えると合金の延性が低下する。したがっ
て、Ｚｒ含有量は０．０１・ｅ0.7[Fe]〜２０・ｅ
-0.2[Fe]％とした。
Ｚｒ酸化物層を合金表面に生成させて、酸素が合金に浸
入するのを防止しなければならない。Ｆｅ含有量の増加
に比例してＦｅ酸化物の生成も活発となるため、Ｆｅ含
有量の増加に伴いてＺｒ含有量の下限値を増加させる必
要がある。Ｚｒの耐高温大気酸化性および強度の向上効
果を得るためには、Ｚｒ含量を０．０１・ｅ0.7[Fe]％
以上とする必要がある。 一方、Ｚｒ含有量が２０・ｅ
-0.2[Fe]％を超えると合金の延性が低下する。したがっ
て、Ｚｒ含有量は０．０１・ｅ0.7[Fe]〜２０・ｅ
-0.2[Fe]％とした。
【００２９】図１は、本発明で規定するＺｒ含有量の範
囲を示す図である。
囲を示す図である。
【００３０】この上下限量は、種々実験を重ねて求めた
ものである。Ｆｅ含有量に応じた上記のＺｒ含有量の許
容範囲内では、Ｚｒ含有量が多いほど耐高温大気酸化性
および強度の改善効果は大きい。しかし、Ｚｒの過剰な
添加は原料コストを増大させるので、Ｚｒ含有量は製造
条件および製品規格において必要とされる耐高温大気酸
化性および強度が得られる量までに抑え、過剰な添加を
避けるのがよい。
ものである。Ｆｅ含有量に応じた上記のＺｒ含有量の許
容範囲内では、Ｚｒ含有量が多いほど耐高温大気酸化性
および強度の改善効果は大きい。しかし、Ｚｒの過剰な
添加は原料コストを増大させるので、Ｚｒ含有量は製造
条件および製品規格において必要とされる耐高温大気酸
化性および強度が得られる量までに抑え、過剰な添加を
避けるのがよい。
【００３１】Ｓｉ：Ｓｉは、より優れた耐高温大気酸化
性および強度を必要とする場合に含有させる元素であ
る。
性および強度を必要とする場合に含有させる元素であ
る。
【００３２】Ｓｉは、安定で緻密なＺｒＳｉＯ4 を合金
表面に形成し、酸素の合金への侵入を抑制して耐高温大
気酸化性の向上に寄与する。また、合金に固溶して合金
の強度を向上させる作用がある。
表面に形成し、酸素の合金への侵入を抑制して耐高温大
気酸化性の向上に寄与する。また、合金に固溶して合金
の強度を向上させる作用がある。
【００３３】上記したように、Ｆｅ含有量の増加によっ
てＦｅ酸化物の生成も活発となるので、Ｆｅの高温大気
酸化を抑制するためには強固なＳｉ酸化物層を合金表面
に生成させるのがよい。そのため、Ｆｅ含有量の増加に
あわせてＳｉ含有量の下限値も増加させる必要がある。
したがって、Ｓｉの耐高温大気酸化性および強度の向上
効果を得るためには、Ｓｉ含有量を５・ｅ-0.5[Fe]％以
上とする必要がある。一方、Ｓｉ含有量がある範囲を超
えると合金の延性が低下すると同時に、低融点（１１０
０℃前後）のＦｅ・Ｓｉ複合酸化物が生成し、Ｓｉ酸化
物層が脆弱となるために大気酸化特性が著しく劣化す
る。このＳｉ含有量の上限は、Ｆｅ含有量が多くなるに
したがって少なくしなければ延性および耐高温大気酸化
性が劣化する。したがって、Ｓｉの上限は、０．０１・
ｅ0.5[Fe]％とする必要がある。
てＦｅ酸化物の生成も活発となるので、Ｆｅの高温大気
酸化を抑制するためには強固なＳｉ酸化物層を合金表面
に生成させるのがよい。そのため、Ｆｅ含有量の増加に
あわせてＳｉ含有量の下限値も増加させる必要がある。
したがって、Ｓｉの耐高温大気酸化性および強度の向上
効果を得るためには、Ｓｉ含有量を５・ｅ-0.5[Fe]％以
上とする必要がある。一方、Ｓｉ含有量がある範囲を超
えると合金の延性が低下すると同時に、低融点（１１０
０℃前後）のＦｅ・Ｓｉ複合酸化物が生成し、Ｓｉ酸化
物層が脆弱となるために大気酸化特性が著しく劣化す
る。このＳｉ含有量の上限は、Ｆｅ含有量が多くなるに
したがって少なくしなければ延性および耐高温大気酸化
性が劣化する。したがって、Ｓｉの上限は、０．０１・
ｅ0.5[Fe]％とする必要がある。
【００３４】図２に、本発明で規定するＳｉ含有量の範
囲を示す。
囲を示す。
【００３５】その他の元素：Ｆｅ、ＯおよびＺｒ以外
に、必要によりＡｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣおよびＮ等
を含有させることができ、これらの作用および好適な含
有量は以下の通りである。
に、必要によりＡｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣおよびＮ等
を含有させることができ、これらの作用および好適な含
有量は以下の通りである。
【００３６】Ａｌ：Ａｌは、固溶強化によって合金の強
度を向上させる作用があるので、合金の強度をさらに向
上させる必要が場合にＡｌを含有させるのがよい。
度を向上させる作用があるので、合金の強度をさらに向
上させる必要が場合にＡｌを含有させるのがよい。
【００３７】この強度向上効果を得るためには、Ａｌ含
有量を０．０１％以上とするのが好ましい。ただし、Ａ
ｌ含有量が６．５％を超えると合金の延性が低下する。
したがって、Ａｌを含有させる場合は、０．０１〜６．
５％、好ましくは０．０１〜５％、さらに好ましくは
０．０１〜３．５％とする。
有量を０．０１％以上とするのが好ましい。ただし、Ａ
ｌ含有量が６．５％を超えると合金の延性が低下する。
したがって、Ａｌを含有させる場合は、０．０１〜６．
５％、好ましくは０．０１〜５％、さらに好ましくは
０．０１〜３．５％とする。
【００３８】Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣおよびＮ：これらの
元素も、いずれも合金に固溶し合金の強度を向上させる
作用がある。上記の効果を発揮させる必要がある場合に
は、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣおよびＮはいずれも０．０１
％以上含有させるのが好ましい。ただし、Ｃｒ、Ｍｎお
よびＮｉの含有量が０．５％、ＣおよびＮの含有量が
０．２％をそれぞれ超えると、これらの元素の固溶量が
過剰になるので、合金の延性が低下する。
元素も、いずれも合金に固溶し合金の強度を向上させる
作用がある。上記の効果を発揮させる必要がある場合に
は、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣおよびＮはいずれも０．０１
％以上含有させるのが好ましい。ただし、Ｃｒ、Ｍｎお
よびＮｉの含有量が０．５％、ＣおよびＮの含有量が
０．２％をそれぞれ超えると、これらの元素の固溶量が
過剰になるので、合金の延性が低下する。
【００３９】
【実施例】非消耗電極式アーク溶解法によって、表１お
よび表２に示す化学組成の長さ８５ｍｍ、幅７５ｍｍ、
厚さ１５ｍｍの鋳塊を溶製した。これら３５種の鋳塊を
９５０℃に加熱した後、熱間圧延して厚さ３ｍｍの板に
した。次いで、熱間圧延した板を８５０℃に加熱し、３
０分間保持する大気中での焼鈍を施した。鋼板表面を切
削加工してチタン合金板の表面に生成した酸化スケール
を除去して、下記する常温引張試験および耐高温大気酸
化性の評価試験を実施した。
よび表２に示す化学組成の長さ８５ｍｍ、幅７５ｍｍ、
厚さ１５ｍｍの鋳塊を溶製した。これら３５種の鋳塊を
９５０℃に加熱した後、熱間圧延して厚さ３ｍｍの板に
した。次いで、熱間圧延した板を８５０℃に加熱し、３
０分間保持する大気中での焼鈍を施した。鋼板表面を切
削加工してチタン合金板の表面に生成した酸化スケール
を除去して、下記する常温引張試験および耐高温大気酸
化性の評価試験を実施した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】表１に示す符号１〜２５は本発明例で、符
号Ａ〜Ｍは比較例である。表１および表２に示した合金
のＦｅ、Ｚｒ含有量との関係は、図１に示す通りであ
る。また、ＦｅとＳｉ含有量との関係は図２に示す通り
である。
号Ａ〜Ｍは比較例である。表１および表２に示した合金
のＦｅ、Ｚｒ含有量との関係は、図１に示す通りであ
る。また、ＦｅとＳｉ含有量との関係は図２に示す通り
である。
【００４３】各試験条件および測定項目は以下の通りと
した。
した。
【００４４】（１）常温引張試験 試験法：ＪＩＳ Ｚ２２４１の規定による 試験片：板状試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０１に規定されて
いる１３号Ｂの１／２サイズ、厚さ２ｍｍ） 測定 ：引張強度、伸び （２）耐高温大気酸化性の評価試験 試験片 ：板状試験片（長さ２５ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚
さ２ｍｍ） 加熱条件：９００℃、１時間、大気中（アルミナ製容器
に試験片を入れ、発熱体式電気炉内で加熱保持） 測定 ：酸化増量（電子天秤による加熱前後の重量変
化の測定） 測定結果を表１および表２にまとめて示す。表中の各評
価の基準は以下の通りとした。
いる１３号Ｂの１／２サイズ、厚さ２ｍｍ） 測定 ：引張強度、伸び （２）耐高温大気酸化性の評価試験 試験片 ：板状試験片（長さ２５ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚
さ２ｍｍ） 加熱条件：９００℃、１時間、大気中（アルミナ製容器
に試験片を入れ、発熱体式電気炉内で加熱保持） 測定 ：酸化増量（電子天秤による加熱前後の重量変
化の測定） 測定結果を表１および表２にまとめて示す。表中の各評
価の基準は以下の通りとした。
【００４５】 引張り強さ ○：８００ＭＰａ以上 伸び ○：５％以上 ▲：５％未満 耐酸化性 ◎：１０ｇ／ｍ2 ○：２０ｇｍ2以下 ▲：１００ｇ
／ｍ2以上 表１より明らかなように、本発明例の符号１〜２５につ
いては、酸化増量が１６ｇ／ｍ2以下であり、耐高温大
気酸化性に優れている。
／ｍ2以上 表１より明らかなように、本発明例の符号１〜２５につ
いては、酸化増量が１６ｇ／ｍ2以下であり、耐高温大
気酸化性に優れている。
【００４６】また、引張試験における引張強度は８００
ＭＰａ以上、伸びは６％以上で、いずれも実用上十分な
性能である。
ＭＰａ以上、伸びは６％以上で、いずれも実用上十分な
性能である。
【００４７】本発明例のなかで、試料１１〜２１および
２４、２５は、ＺｒとＳｉを複合して含有させた例であ
る。これらの場合は、本発明例のなかでも酸化増量が比
較的小さく、より耐高温大気酸性が要求される用途に適
している。
２４、２５は、ＺｒとＳｉを複合して含有させた例であ
る。これらの場合は、本発明例のなかでも酸化増量が比
較的小さく、より耐高温大気酸性が要求される用途に適
している。
【００４８】一方、比較例の試料Ａ〜Ｊは、酸化増量お
よび伸びのどちらかが劣っている。
よび伸びのどちらかが劣っている。
【００４９】試料Ａ〜ＣはＺｒ含有量が低すぎるので、
いずれも酸化増量が１００ｇ／ｍ2以上と大きい。ま
た、試料Ｄ〜ＦはＺｒ含有量が多すぎ、試料Ｇ〜ＩはＳ
ｉ含有量が多すぎるので、伸びが２％以下と低くなって
いる。
いずれも酸化増量が１００ｇ／ｍ2以上と大きい。ま
た、試料Ｄ〜ＦはＺｒ含有量が多すぎ、試料Ｇ〜ＩはＳ
ｉ含有量が多すぎるので、伸びが２％以下と低くなって
いる。
【００５０】
【発明の効果】本発明の合金は、酸化し易いＦｅを含有
しているにもかかわらず、耐高温大気酸化性に優れてお
り、また強度、延性にもにも優れている。したがって、
酸化による歩留まり低下が激減し、加熱中に発生したス
ケールに起因する圧延中の押し込み表面疵の発生もない
ので、品質のよいチタン合金製品を安価に製造すること
ができる。
しているにもかかわらず、耐高温大気酸化性に優れてお
り、また強度、延性にもにも優れている。したがって、
酸化による歩留まり低下が激減し、加熱中に発生したス
ケールに起因する圧延中の押し込み表面疵の発生もない
ので、品質のよいチタン合金製品を安価に製造すること
ができる。
【図１】本発明で規定するＺｒ含有量の範囲と、実施例
に用いた合金のＦｅとＺｒ含有関係を示す図である。
に用いた合金のＦｅとＺｒ含有関係を示す図である。
【図２】本発明で規定するＳｉ含有量の範囲と、実施例
に用いた合金のＦｅとＳｉ含有関係を示す図である。
に用いた合金のＦｅとＳｉ含有関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】質量％で、Ｆｅ：０．２〜５％、Ｏ（酸
素）：０．０５〜０．７５％を含み、さらにＺｒを下記
の範囲内で含有していること特徴とする高温の大気中に
おける耐酸化性に優れた高強度、高延性チタン合金。 Ｚｒ（質量％）：０．０１・ｅ0.7[Fe]〜 ２０・ｅ
-0.2[Fe] ここで、［Ｆｅ］は合金中の含有量（質量％）を示し、
ｅは自然対数の底数を示す - 【請求項２】質量％で、Ｆｅ：０．２〜５％、Ｏ（酸
素）：０．０５〜０．７５％を含み、さらにＺｒとＳｉ
とを下記の範囲内で含有していること特徴とする高温の
大気中における耐酸化性に優れた高強度、高延性チタン
合金。 Ｚｒ（質量％）：０．０１・ｅ0.7[Fe]〜 ２０・ｅ
-0.2[Fe] Ｓｉ（質量％）：０．０１・ｅ0.5[Fe]〜５・ｅ
-0.5[Fe] ここで、［Ｆｅ］は合金中の含有量（質量％）を示し、
ｅは自然対数の底数を示す
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14645698A JPH11335757A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 耐高温大気酸化性に優れた高強度、高延性チタン合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14645698A JPH11335757A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 耐高温大気酸化性に優れた高強度、高延性チタン合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11335757A true JPH11335757A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=15408060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14645698A Pending JPH11335757A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 耐高温大気酸化性に優れた高強度、高延性チタン合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11335757A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106119604A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-11-16 | 江苏大学 | 一种Y2O3合金化的Ti‑8Si‑1.4Zr合金及其制备方法 |
| CN109266907A (zh) * | 2018-11-10 | 2019-01-25 | 北京工业大学 | 一种低成本高强Ti-Zr-Fe医用钛合金 |
| US12123065B2 (en) | 2015-12-24 | 2024-10-22 | Posco Co., Ltd | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same |
-
1998
- 1998-05-28 JP JP14645698A patent/JPH11335757A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12123065B2 (en) | 2015-12-24 | 2024-10-22 | Posco Co., Ltd | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same |
| CN106119604A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-11-16 | 江苏大学 | 一种Y2O3合金化的Ti‑8Si‑1.4Zr合金及其制备方法 |
| CN109266907A (zh) * | 2018-11-10 | 2019-01-25 | 北京工业大学 | 一种低成本高强Ti-Zr-Fe医用钛合金 |
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