JPS5825424A - 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

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JPS5825424A
JPS5825424A JP12184581A JP12184581A JPS5825424A JP S5825424 A JPS5825424 A JP S5825424A JP 12184581 A JP12184581 A JP 12184581A JP 12184581 A JP12184581 A JP 12184581A JP S5825424 A JPS5825424 A JP S5825424A
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和彦 西田
Chiaki Hanada
花田 千昭
Yoshimitsu Katou
加藤 芳充
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • 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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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、組織の良好なチタン合金圧延材、特に多段ス
タンド連続圧ff1Kよるα+β型チタン合金圧砥材、
例えば大丸田延材または太角田延材の製造方法に関する
。
チタン合金は比強度(重さく対する強さの比)が大であ
ることから、軽量で高強度を要求される航空機・宇宙開
発機材などの分野をはじめ、高倍@注が要求される用途
、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・嶌耐食性であるだけでは不充分で、%Ka
t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、
仁の延性の改善には、均−且つ黴細な組織であることが
必須でめる。
とζ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ほとんどない。例えば、鍛造材につ
いては41開昭51−77886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り実用化され九
例はなく、またその報告例もない。
ちなみに1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、20℃/分以上の冷却速度でα+β域ま九はα域
まで冷却することKより行なわれ、それにより組織の微
細化を図っている。
本発明者らは組織の良好なチタン合金圧延材の製造方法
、例えば太夫(角)材の量産的圧延による製造方法を提
供すべく鋭意研究を重ねた結果、(1)分塊圧延法によ
れば鋳造組織の微細化には鍛錬比16以上であれば充分
であること、(2)組織を微細化し、できるだけ等輪島
粒に近づけるためKはα+β域分塊圧ff1Kよる鍛錬
比が2以上であること、および必9!によフ(3)さら
に組織の改善を図る九めKは圧延後の徐冷またはα+β
域再加熱が有効である仁とを見出し、本発明全完成した
。
ここに1本発明は、α+β型チタン合金鋳塊を比16以
上のβ域分塊圧延を行ない、次いで得られ九分塊圧延材
を800℃以下に冷却vk%850〜95G’CK再加
熱し、鍛錬比2以上のα+β域分塊圧延を行なうことを
特徴とする1組織の良好なチタン合金圧延材の製造方法
;およびα+β製チタン合金鋳塊を1000−1150
℃に加熱後、960℃以上で鍛錬比L6以上のβ域分塊
圧延を行ない、次いで得られた分塊圧延材を800℃以
下に冷却後、850〜950℃に再加熱し、鍛錬比2以
上のα+β域分塊圧延を行ない、さらに等輪島形成処理
、好ましくけ熱間圧延直後70G’Cまで160℃/h
r以下の速度で徐冷後、放冷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である。
分塊圧延において、まず鋳塊をβ域に加熱圧延するのは
、加工性のよくない鋳造組織を比較的加工性の喪好なβ
域加工により微細化するためである。加熱温度を100
0=1160℃としたのけ、1160℃を越えると表面
層へのガス吸収が顕著となシ、加工性が低下するからで
あり、1000℃を下回ると、α+β域(〜980℃)
に近づき加工性が低下する丸めである。この分塊圧延は
960℃以上で行なうが、これはβ域での圧延を確実に
するためである0組織を十分に微細化するためには鍛錬
比を16以上とする。
β域における分塊圧延後αトβ域加熱に移るに当って、
得られた分塊EE圧延材800℃以下に冷却するのは、
β→αトβへの変態を十分完全に終了させるためである
。
α+β域加熱加熱温度50〜950℃とした理由は、9
50℃以上ではβ相の量比が急激に増加し、実質上β域
加熱に近くなるためでろfi、850℃以上としたのは
、加工による割れ発生を防ぐためと、圧延加工時に発生
した歪エネルギーによシ結晶の微細化が容易に行なわれ
るようにするためである。組織を十分微細化するために
は、鍛錬比を2以上にする必要がある。
本発明の好適態様においては、このようにして得られた
分塊圧延材に等輪島形成処理を行なう。
ここで、等輪島形成処理とは、分塊圧延に続いて直ちに
徐冷、好ましくは炉冷に工り700’C1で160’C
/hr以下の速度で冷却し、その後M温まで放冷し、あ
るいは分塊圧延後800〜950℃の温度に所定時間、
一般には80分以上、好ましくは1時間以上保持し、さ
らKあるいは分塊8E延後に700℃以下までまず放冷
し、次いで860〜950″CK保持した炉内で再加熱
して800〜950℃に所定時間、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69、かかる処理によって等軸
重結晶の生成が促進される。
分塊圧延材を圧延直後に徐冷するのFi、α+β域の分
塊圧延により蓄積された結晶歪を解放し、等輪島化する
のに有効であるからである。そのためには、結晶粒界移
動の発生し鳥い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、前述のように
、好ましくは700℃までFi150℃/hr以下での
徐冷が必要である0分塊圧延後800〜95G’CK保
持するととKよっても同様な効果が得られる。
また、分塊圧延材を放冷し、次いで再加熱することによ
シ結晶粒を微細化するためKFi、800〜960℃に
加熱することが有効である。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am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。
かくして得られる等輪島は結晶粒形態が等方向である結
晶であ)、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。″本発明が適用される
α+β型チタン合金の代表的なものはTi−6At−4
V、’I’i−1−4At−4であプ、その他の例とし
てはTi−8Mn、Ti−5At−475cr −L2
5Fa、Ti −4Al−4Mo−4V、Ti−4AT
i−4Al−8等が挙げられる。た疋し、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。
添付図面の第1図は本発明に係る方法の工程を示すフロ
ーシートである。既に述べたところからも明らかなよう
に1本発明は下記工程からなる。
I 鋳塊加熱: チタン合金鋳塊を1000−1150’CK加熱する。
好ましくは、表面酸化を防止する九め、非酸化性雰囲気
下で加熱する。
西 分塊圧延: 950℃以上の温度で鍛錬比16以上のβ域分塊圧延を
実施する。これは、β域での分塊圧延によって鋳造組織
を微細化し、それKより圧延加工割れを防止することを
目的として行なわれる。
璽 冷却: β域分塊圧延後、分塊圧延材を800℃以下に冷却する
。これKよシβ→α+β変態を完了させ、再結晶微細化
を行なう。
V 再加熱: α+β変態の完了後、85 G−950’CK再加熱す
る。
V α+!域分塊圧延: 鍛錬比が2以上となるようにα+β域での熱間圧延を1
回または2回以上くり返して行なう。
α+β域加工を〈シ返すことにより組織の微細化は一層
促進される。
鷺 等輪島形成処理: この工程は所望工種であるが、分塊圧延直後徐冷処理、
好ましくは700℃壕で160℃/hr以下の速度で徐
冷処理するか、または分塊圧延*SOO〜950’CK
保持してからあるいは分塊圧延後一旦700℃以下まで
放冷し、次いで800〜950℃へ再加熱してから放冷
するかによりて、組織の微細化および勢軸晶化が一層向
上する。
以下、実施例に関連させて本発明をさらに説明する。
実施例 Tl−6At−4V合金を真空アーク溶解して1トンの
鋳塊を11!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”4
[40−の丸棒ないし180−角の角材さらに厚さ10
〜80mI+の板材を製造した。
それぞれの圧延条件および結果を第1表Ctとめて示す
。
記号A−tが本発明に係る方法の利であシ、K〜Mは比
較例である。
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
第2図に示すように、α+β等輪島組織のものを1級と
しく第2図(IL)参照)、結晶粒の等力比が進んでい
ない、即ち加工組WkK近いものが残っ良状態を4級と
評価しく第2図(d)参照)、その中間段階どして加工
組織残留度合いの高いものと(第8図(e)参照)、こ
の段階の低いもの、すなわち、等輪姦化の不充分なもの
(第2図(b)参照)、の2WlllIIK分け、合計
4階級とした。1〜2級は実用に耐える組織であり、8
〜4級は改善を要する組織である。
第1表中、本発明例人は比較例KK対応するものであり
、β域加熱圧砥後の放冷再加熱の等輪島形成処理が効果
を有することを示す例である。
本発明例BおよびCは、圧延終了後に、それぞれ直接徐
冷および再加熱の等輪島形成処理を行なり九ものである
。直接徐冷も再加熱も、同一の温度・時間履歴では同様
の効果を発揮するはずであるが、直接徐冷の場合、仕上
り温度との関連で検板 冷による組織改善効果は再加熱に確べて低目である。
本発明例り、Eは、α+β域分塊圧延を2回行なった例
であり、FFiα+β域圧延を3回くり返した場合の実
施例である。
比較例LVi、α+β域加熱加熱かけ上2回あるにもか
かわらず良好な組織が得られない例である。
β域分塊圧延からα+β域加熱加熱行するときの本発明
方法による放冷処理の有効鴫を示すものである。比較例
Mは、α+β域分塊圧延の鍛錬比が〜 とを示す例であ
る。
本発明例G、Hは、αモβ域圧延における鍛錬比が2.
0以上であると、再加熱によ如さらに向上した組織が得
られることを示す。
本発明例Iは、15以下の少ない臣下をくシ返すことに
より、鍛錬比20以上のα+β域圧延を行なりた例であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本、発F!AK係る方法のニーを示すフロー
シート;および 第2図は、等輪島組織の判定基準を示す結晶組線の模式
図であ如、第2図(a)、 (b)、 (+りおよび(
d)はそれぞれ1級、2級、8級および4級の各等級の
組繊に和尚する。 奉/ 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  α+β型チタン合金鋳塊を1000〜116
    0℃に加熱後、960℃以上で鍛錬比15以上のβ域分
    塊圧延を行ない、次いで、得られ九分塊圧砥材を800
    ℃以下に冷却後、850〜960℃に再加熱し、鍛錬比
    2以上のα+β域分塊圧延を行なうことを特徴とする、
    繊織の良好なチタン合金圧電材の製造方法。
  2. (2)  αtβ型チクチタフ合金鋳塊000−116
    0℃に加熱11%950℃以上で鍛錬比16以上のβ域
    分塊圧延を行ない5次いで得られた分塊圧延材をSOO
    ℃以下に冷却後、850−950℃に再加熱し、鍛錬比
    2以上のα+β域分塊圧延を行ない、さらに1得られ九
    分塊圧延材に等輪島形成処理を打電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。
JP12184581A 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 Granted JPS5825424A (ja)

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JPH0122349B2 JPH0122349B2 (ja) 1989-04-26

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60234956A (ja) * 1984-05-04 1985-11-21 Nippon Kokan Kk <Nkk> チタン合金板の製造方法
JPS63303043A (ja) * 1987-05-30 1988-12-09 Aichi Steel Works Ltd Ti合金製山形材の製造方法
JPS63303044A (ja) * 1987-05-30 1988-12-09 Aichi Steel Works Ltd Ti合金製溝形材の製造方法
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KR101151616B1 (ko) 2011-12-28 2012-06-08 한국기계연구원 타이타늄합금 잉고트의 결정립 미세화 방법

Cited By (5)

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