JPS5825423A - 組織の良好なチタン合金圧延材の製造方法 - Google Patents
組織の良好なチタン合金圧延材の製造方法Info
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- JPS5825423A JPS5825423A JP12184481A JP12184481A JPS5825423A JP S5825423 A JPS5825423 A JP S5825423A JP 12184481 A JP12184481 A JP 12184481A JP 12184481 A JP12184481 A JP 12184481A JP S5825423 A JPS5825423 A JP S5825423A
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- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、組織の嵐好なチタン合金圧延材の製造方法、
４１に多段スタンドの連続圧延による組織の′良好なチ
タン合金圧延材の製造方法に関する。
４１に多段スタンドの連続圧延による組織の′良好なチ
タン合金圧延材の製造方法に関する。
チタン合金は比強度（重さに対する強さの比）が大であ
ることから、軽量で高強度を要求される航空機・字書開
発機材などの分野をはじめ、鳥信頼性が要求される用途
、あるいは高温、高荷重、高腐食などの苛酷な条件下で
の耐久性が要求される用途に使用されている。しかし、
これらの用途に対しては、単に高強度・高耐食性である
だけでは不充分で、籍に線または棒の形態で供給される
場合には、ボルトあるいは構造部品としての最終製品へ
の製造段階で必ず成形加工工程を経るので、適度な延性
が不可欠である。そして、この延性の改善ＫＩＩｉ、均
−且つ微細な組織であることが必須である。
ることから、軽量で高強度を要求される航空機・字書開
発機材などの分野をはじめ、鳥信頼性が要求される用途
、あるいは高温、高荷重、高腐食などの苛酷な条件下で
の耐久性が要求される用途に使用されている。しかし、
これらの用途に対しては、単に高強度・高耐食性である
だけでは不充分で、籍に線または棒の形態で供給される
場合には、ボルトあるいは構造部品としての最終製品へ
の製造段階で必ず成形加工工程を経るので、適度な延性
が不可欠である。そして、この延性の改善ＫＩＩｉ、均
−且つ微細な組織であることが必須である。
ところで、チタン合金材は離加工材の１つで、その製造
方法に関する報告ははとんどない。例えば、鍛造材につ
いてＦｉ特開昭５１−７７８８５号に開示されているが
、圧延材については本発明者らの知る隈夛製造条件に関
する報告例は見当らない・ ちなみに、上記の鍛造材の製造は、β鍛造後、連続的に
α＋β域で１０％以上の加工を行ない、次いでβ域に加
熱後、２Ｇ’Ｃ／分以上の冷却速度でα＋β域またはα
域まで冷却することくよシ行なわれ、それＫよ〕組織の
微細化を図りている。
方法に関する報告ははとんどない。例えば、鍛造材につ
いてＦｉ特開昭５１−７７８８５号に開示されているが
、圧延材については本発明者らの知る隈夛製造条件に関
する報告例は見当らない・ ちなみに、上記の鍛造材の製造は、β鍛造後、連続的に
α＋β域で１０％以上の加工を行ない、次いでβ域に加
熱後、２Ｇ’Ｃ／分以上の冷却速度でα＋β域またはα
域まで冷却することくよシ行なわれ、それＫよ〕組織の
微細化を図りている。
しかしながら、チタン合金の甲丸ないし小棒を鍛造によ
シ襄造し九場合、鍛造長手方向の組織の、−＜９ツキ、
断面内での部位による組織のバラツキなど、鍛造方法固
有の基本的な問題を伴なう、ｔえ、生産効率の点でも、
数回の繰返し加熱鍛造ということで、圧砥法とは比較に
ならない程効率が劣為。
シ襄造し九場合、鍛造長手方向の組織の、−＜９ツキ、
断面内での部位による組織のバラツキなど、鍛造方法固
有の基本的な問題を伴なう、ｔえ、生産効率の点でも、
数回の繰返し加熱鍛造ということで、圧砥法とは比較に
ならない程効率が劣為。
よって１本発明者らは、チタン合金の連続圧延について
鋭意研究した結果、圧延時の加熱温度のコントロールと
圧延中における材料温度の上昇を防止すること、更に好
ましくは圧延前の被圧延材の組織ｌｌｌ１１を的確にす
ることが重要であるとの知見を得た。
鋭意研究した結果、圧延時の加熱温度のコントロールと
圧延中における材料温度の上昇を防止すること、更に好
ましくは圧延前の被圧延材の組織ｌｌｌ１１を的確にす
ることが重要であるとの知見を得た。
前者の要求は、表面温度は連続圧延の性格上ロール接触
によシ見かけ低下しがちであるが、材料の中心温度が上
昇しゃすく、との温寂制鐸が重要であることを意味し、
後者の要求は分塊圧延段階ておくことを意味する。
によシ見かけ低下しがちであるが、材料の中心温度が上
昇しゃすく、との温寂制鐸が重要であることを意味し、
後者の要求は分塊圧延段階ておくことを意味する。
以上のような知見に基いて、組織の曳好なチタン合金圧
延材（例、棒材）の量産的圧延による製造方法としての
本発明を完成した。
延材（例、棒材）の量産的圧延による製造方法としての
本発明を完成した。
ここに、本発明けα＋β盟チメチタフ合金鋳塊塊圧延後
、９６０〜８５０″ｃＫ加熱し、表面温度を９８０〜７
００℃に制御しつつ連続的に圧延し、全圧下量を７０％
以上とすることを特徴とする、組織の良好なチタン合金
圧延材の製造方法、およびα＋β麿チクチ１フ 〜８５０℃に加熱し、表面温度を９８０ 〜７０Ｇ’Ｃ
Ｋ＠御しつつ連続的に圧廻し、全圧下量を７ｏ９６以上
とし、次いで、得られた熱間圧延材に等軸重形成処理を
行なうことを特徴とする、組織の良好なチタン合金圧延
材の製造方法である。
、９６０〜８５０″ｃＫ加熱し、表面温度を９８０〜７
００℃に制御しつつ連続的に圧延し、全圧下量を７０％
以上とすることを特徴とする、組織の良好なチタン合金
圧延材の製造方法、およびα＋β麿チクチ１フ 〜８５０℃に加熱し、表面温度を９８０ 〜７０Ｇ’Ｃ
Ｋ＠御しつつ連続的に圧廻し、全圧下量を７ｏ９６以上
とし、次いで、得られた熱間圧延材に等軸重形成処理を
行なうことを特徴とする、組織の良好なチタン合金圧延
材の製造方法である。
以下、本発明をさらに詳しくｍ明する。
本発明によれば，加熱ＥＥｉｉ前に分塊圧延が行なわれ
、次いで、かくして得られ九分塊圧延材，一般Ｋｉｊ奉
大丸（角）材を９５０ 〜８５０’Ｃという／，Ｉｉｍ
が多量には出現せず、しかも結晶粒界の移動が容易な温
度範囲に加熱して、熱間圧延を行なう．その際に１被圧
延材の表面温度を９００〜７００℃に制御するのけ、中
心部の温度が９５０℃を大幅にこ先ないようＫすること
が必要であり、表面と中心の温変差は寸法、圧延速度，
水冷条件によシ異なるので一概にはいえないが、一般に
６０〜１０Ｇ’Ｃ＠度と推定されるからである。下限の
７００Ｔｌ：Ｖ！、表面温度が低下しすぎると、割れキ
ズが発生するためである。
、次いで、かくして得られ九分塊圧延材，一般Ｋｉｊ奉
大丸（角）材を９５０ 〜８５０’Ｃという／，Ｉｉｍ
が多量には出現せず、しかも結晶粒界の移動が容易な温
度範囲に加熱して、熱間圧延を行なう．その際に１被圧
延材の表面温度を９００〜７００℃に制御するのけ、中
心部の温度が９５０℃を大幅にこ先ないようＫすること
が必要であり、表面と中心の温変差は寸法、圧延速度，
水冷条件によシ異なるので一概にはいえないが、一般に
６０〜１０Ｇ’Ｃ＠度と推定されるからである。下限の
７００Ｔｌ：Ｖ！、表面温度が低下しすぎると、割れキ
ズが発生するためである。
α＋β型チタン合金のように２相組織の材料では、熱間
圧延による組織の微細化は非常に起？）Ｋ〈い、そのた
め、組織の微細化を達成するためＫは、（１）十分な加
熱温度をとって、結晶粒界移動がある程度容易となるＩ
うにすること；（２）結晶粒微細化のための粒界移動が
容易になるための充分な加工層が与えられることなどが
必要であシ、これらの要件を満たすためには、熱間加工
度が蝋も重要な因子となる。更に１上記（１）、 （２
）による効果をよシ確実にするためには、圧延前の被圧
延材の組繊をある程１黴１１Ｋしておくのが好ましい。
圧延による組織の微細化は非常に起？）Ｋ〈い、そのた
め、組織の微細化を達成するためＫは、（１）十分な加
熱温度をとって、結晶粒界移動がある程度容易となるＩ
うにすること；（２）結晶粒微細化のための粒界移動が
容易になるための充分な加工層が与えられることなどが
必要であシ、これらの要件を満たすためには、熱間加工
度が蝋も重要な因子となる。更に１上記（１）、 （２
）による効果をよシ確実にするためには、圧延前の被圧
延材の組繊をある程１黴１１Ｋしておくのが好ましい。
例えば、チタン合金鋳塊を１０００〜１１５Ｇ’ＣＫ加
熱し９１１ｔＯ℃以上でＩ域分塊田嬌を行な５九ｗｋＳ
ＯＯ℃以下に冷却し、次いで８５０−９５０℃に再加熱
しα＋β域分塊圧延を行なう２段分塊圧延法をとること
により熱延前の分塊圧延材の組織を微細にすることがで
きる。
熱し９１１ｔＯ℃以上でＩ域分塊田嬌を行な５九ｗｋＳ
ＯＯ℃以下に冷却し、次いで８５０−９５０℃に再加熱
しα＋β域分塊圧延を行なう２段分塊圧延法をとること
により熱延前の分塊圧延材の組織を微細にすることがで
きる。
本発明で規定する少なくと４７０％という圧下量ｉｉ経
験的に得た数値であるが、これを下回ると。
験的に得た数値であるが、これを下回ると。
加工による歪エネルギーの蓄積が不十分となって、良好
な組織が得られＫ〈い。
な組織が得られＫ〈い。
本発明の別の好適態様によれば、得られた熱間圧延材に
等軸重形成処理を行なう。
等軸重形成処理を行なう。
ここで、等軸重形成処理とは、熱間圧延に続いて直ちに
徐冷、好ましくは炉冷によシフ００℃まで１５０℃／ｈ
ｒ以下の速度で冷却し、その後室温まで大気冷却し、あ
るいは熱間圧延後８００〜９５０℃の温ｆＫ所定時間、
一般には８０分以上好ましく＃１１時間以上保持し、さ
らにあるいは熱間圧延後に７００℃以下までまず放冷し
、次いで８６０〜９５Ｇ’ＣＫ保持した炉内で再加熱し
て８００〜９６Ｇ’ＣＫ所定時間、一般には８０分以上
、好ましくは１時間以上保持し、その後７００℃以下ま
で放冷する処理のことであり、かかる処理によりて等輪
島結晶の生成が促進される。
徐冷、好ましくは炉冷によシフ００℃まで１５０℃／ｈ
ｒ以下の速度で冷却し、その後室温まで大気冷却し、あ
るいは熱間圧延後８００〜９５０℃の温ｆＫ所定時間、
一般には８０分以上好ましく＃１１時間以上保持し、さ
らにあるいは熱間圧延後に７００℃以下までまず放冷し
、次いで８６０〜９５Ｇ’ＣＫ保持した炉内で再加熱し
て８００〜９６Ｇ’ＣＫ所定時間、一般には８０分以上
、好ましくは１時間以上保持し、その後７００℃以下ま
で放冷する処理のことであり、かかる処理によりて等輪
島結晶の生成が促進される。
かくして得られる等軸重は結晶粒形態が等方向である結
晶であり、理想的には結晶粒が任意の断面で特定の方向
に伸びていない結晶粒からなる。
晶であり、理想的には結晶粒が任意の断面で特定の方向
に伸びていない結晶粒からなる。
熱間圧延材を圧延直ｖｋＫ徐冷するのは、α＋β域の熱
間圧延により蓄積された結晶歪を解放し、等輪島化する
のく有効であるからである。そのためＫは、結晶粒界移
動の発生し易い７００℃以上での保持時間を充分にとる
必要があシ、そのために徐冷を行なうが、好ましくは７
００℃まで゛は１６０℃／ｈｒ以下での徐冷が必要であ
る。熱間圧延後、８００〜９５０′’Ｃの温度に保持す
る場合にも同様の効果が得られる。
間圧延により蓄積された結晶歪を解放し、等輪島化する
のく有効であるからである。そのためＫは、結晶粒界移
動の発生し易い７００℃以上での保持時間を充分にとる
必要があシ、そのために徐冷を行なうが、好ましくは７
００℃まで゛は１６０℃／ｈｒ以下での徐冷が必要であ
る。熱間圧延後、８００〜９５０′’Ｃの温度に保持す
る場合にも同様の効果が得られる。
ま九、熱間圧延材を放冷し、次いで再加熱することＫよ
り結晶粒を微細化するた°めには、８００〜９６０℃に
加熱するヒとが有効である。９６０℃を越すと、β相が
増加し、空冷後に針状組織が増加するため好ましくない
、一方、８００℃を下回ると、７００℃付近までは長時
間の加熱を行なえば結晶粒の微細化が可能であるが、長
時間を要すということから経済的でない。
り結晶粒を微細化するた°めには、８００〜９６０℃に
加熱するヒとが有効である。９６０℃を越すと、β相が
増加し、空冷後に針状組織が増加するため好ましくない
、一方、８００℃を下回ると、７００℃付近までは長時
間の加熱を行なえば結晶粒の微細化が可能であるが、長
時間を要すということから経済的でない。
本発明が適用されるα十β盤チタン合金の代表的なもの
ＦｉＴｉ −６ｈｔ−４Ｖ であシ、その他の例として
はＴＩ−８Ｍｎ、ＴＩＴｌ−４Ａｌ−４，ＴｉＴｉ−４
Ａｔ−Ｉ −ＩＶ、Ｔｌ−５Ａｔ−１７６Ｃｒ−ＩＪ５
Ｆｅ 、Ｔｉ −４Ａｔ−４Ｍｏ −４Ｖ、 Ｔ １−
２Ｆｅ−２’Ｃｒ−２Ｍｏ等が挙げらレル。丸タシ、本
発明がそれらのみに制限されるものではないことは理解
されよう。
ＦｉＴｉ −６ｈｔ−４Ｖ であシ、その他の例として
はＴＩ−８Ｍｎ、ＴＩＴｌ−４Ａｌ−４，ＴｉＴｉ−４
Ａｔ−Ｉ −ＩＶ、Ｔｌ−５Ａｔ−１７６Ｃｒ−ＩＪ５
Ｆｅ 、Ｔｉ −４Ａｔ−４Ｍｏ −４Ｖ、 Ｔ １−
２Ｆｅ−２’Ｃｒ−２Ｍｏ等が挙げらレル。丸タシ、本
発明がそれらのみに制限されるものではないことは理解
されよう。
次に本発明を実施例によってさらに説明する。
実施例
Ｔｉ−４Ａｔ−４Ｖ合金を真空アーク溶解して１トンの
鋳塊を溶製し、分塊圧延したのち、皮むきを行なって表
面疵を除去し、そののち第１表に示す如く、直径６８雪
の丸棒ガいし１６２箇角および１８０ｍ角の角材を製造
し、連続孔型圧延機によシ直径８６■および８４電の丸
棒ＫＥＥ嬌した。
鋳塊を溶製し、分塊圧延したのち、皮むきを行なって表
面疵を除去し、そののち第１表に示す如く、直径６８雪
の丸棒ガいし１６２箇角および１８０ｍ角の角材を製造
し、連続孔型圧延機によシ直径８６■および８４電の丸
棒ＫＥＥ嬌した。
それぞれの圧延条件および結果を第１表Ｋｔとめて示す
。
。
なお、組織の判定法については、従来からの経験と実績
に基いて種々のものが各社で考えられている。ここでは
添付図面に示すようにα＋β等軸重組織のものｆ１級と
しく図（５ｋ）参照）、結晶粒の等力比が進んでいない
、即ち加工組織に近いものが残った伏線を４級（図（ｄ
）参照）と評価し、その中間段階として加工組繊残留間
合いの高いもの（図（＠）参照）と等輪島化の不充分な
もの（図（ｂ）参照）の２段階に分け、合計４階級とし
た。１〜２級は実用に耐える組織であシ、８〜４級は改
善を要する組織である。
に基いて種々のものが各社で考えられている。ここでは
添付図面に示すようにα＋β等軸重組織のものｆ１級と
しく図（５ｋ）参照）、結晶粒の等力比が進んでいない
、即ち加工組織に近いものが残った伏線を４級（図（ｄ
）参照）と評価し、その中間段階として加工組繊残留間
合いの高いもの（図（＠）参照）と等輪島化の不充分な
もの（図（ｂ）参照）の２段階に分け、合計４階級とし
た。１〜２級は実用に耐える組織であシ、８〜４級は改
善を要する組織である。
区
罐
第１表から明らかなように、記号Ａ−Ｌで示す本発明方
法による例では、分塊圧延状態での組織評価が１〜４級
のものを用い、９５０〜８６０℃に加熱後、表面温度を
９８０〜７００℃に制御しつつ多段スタンド圧延後を用
いて連続的に圧延し、全圧下量を７６％以上とすること
Ｋより、ｌヒートで嵐好な組織を得ることができた。
法による例では、分塊圧延状態での組織評価が１〜４級
のものを用い、９５０〜８６０℃に加熱後、表面温度を
９８０〜７００℃に制御しつつ多段スタンド圧延後を用
いて連続的に圧延し、全圧下量を７６％以上とすること
Ｋより、ｌヒートで嵐好な組織を得ることができた。
本発明例のうち、記号Ｆ、 １． Ｊ で示す例は、圧
延後徐冷、または再加熱と徐冷を施こしたものであｐｌ
いずれも組織判定が１級と喪好な結果を示している。記
号ＪとＣで示す例を比較すると、この両例はほぼ同等の
圧延秦件であるが、再加熱後に徐冷を行なうことＫよシ
一層の組織改善が可能であることがわかる。
延後徐冷、または再加熱と徐冷を施こしたものであｐｌ
いずれも組織判定が１級と喪好な結果を示している。記
号ＪとＣで示す例を比較すると、この両例はほぼ同等の
圧延秦件であるが、再加熱後に徐冷を行なうことＫよシ
一層の組織改善が可能であることがわかる。
比較例では、たとえ分塊のままの組織が喪好でありても
、記号Ｎで示す例の工うに１圧延後の組織判定ｉｊ４級
で、組織が逆Ｋかなシ劣化している。
、記号Ｎで示す例の工うに１圧延後の組織判定ｉｊ４級
で、組織が逆Ｋかなシ劣化している。
また記号０で示す例の結果から１分塊のｉまの組織が不
要のときは、９６０℃以下の加熱圧延を実施しても充分
な組織改善をはかることができないことがわかる。
要のときは、９６０℃以下の加熱圧延を実施しても充分
な組織改善をはかることができないことがわかる。
添付図面は、等輪島組織の判定基準を示す結晶組織の模
式図であシ、図（ａ）、 （ｂ）、 （＠）および（ｄ
）はそれぞれ１級、２級、８級および４級の各等級の組
織に和尚する。 （α） ＜ｂン（ｃ ）
（ｄ。
式図であシ、図（ａ）、 （ｂ）、 （＠）および（ｄ
）はそれぞれ１級、２級、８級および４級の各等級の組
織に和尚する。 （α） ＜ｂン（ｃ ）
（ｄ。
Claims (2)
- （１） α十β蓋チタン合金鋳塊を分塊圧延後、９５
０〜８６０℃に加熱し、表面温度を９８０〜７００℃に
制御しつつ連続的に圧延し、全圧下量を７０％以上とす
ることを特徴とする、組織の嵐好なチタン合金圧延材の
製造方法。 - （２） α＋／ＩＩチタン合金鋳塊を分塊圧延後、９
６０〜８８０℃に加熱し、表面Ｉｌｆを９８０〜７００
℃に制御しつつ連続的に圧延し、全圧下量を７０％以上
とし、次いで、得られた熱間圧延材に等軸重形成処理を
行なうことを特徴とする、組織の曳好なチタン合金圧延
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12184481A JPS5825423A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 組織の良好なチタン合金圧延材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12184481A JPS5825423A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 組織の良好なチタン合金圧延材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5825423A true JPS5825423A (ja) | 1983-02-15 |
| JPH0122348B2 JPH0122348B2 (ja) | 1989-04-26 |
Family
ID=14821327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12184481A Granted JPS5825423A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 組織の良好なチタン合金圧延材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825423A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272750A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-10-31 | Nippon Steel Corp | α＋β型Ｔｉ合金展伸材の製造方法 |
| JPH0488968A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-23 | Tatsuo Tokuno | 佃煮 |
| CN100435985C (zh) * | 2005-06-29 | 2008-11-26 | 西安赛特金属材料开发有限公司 | 钛镍合金铸锭的一种热轧开坯方法 |
-
1981
- 1981-08-05 JP JP12184481A patent/JPS5825423A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272750A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-10-31 | Nippon Steel Corp | α＋β型Ｔｉ合金展伸材の製造方法 |
| JPH0488968A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-23 | Tatsuo Tokuno | 佃煮 |
| CN100435985C (zh) * | 2005-06-29 | 2008-11-26 | 西安赛特金属材料开发有限公司 | 钛镍合金铸锭的一种热轧开坯方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0122348B2 (ja) | 1989-04-26 |
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