JPS5935987B2 - チタン合金の熱処理方法 - Google Patents
チタン合金の熱処理方法Info
- Publication number
- JPS5935987B2 JPS5935987B2 JP50097660A JP9766075A JPS5935987B2 JP S5935987 B2 JPS5935987 B2 JP S5935987B2 JP 50097660 A JP50097660 A JP 50097660A JP 9766075 A JP9766075 A JP 9766075A JP S5935987 B2 JPS5935987 B2 JP S5935987B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- titanium alloy
- temperature
- phase
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は異状組織を有するチタン合金を正常にαまたは
α＋β組織に改良するだめの熱処理方法に関する。
α＋β組織に改良するだめの熱処理方法に関する。
チタン合金は高温での活性が高いことと、二相合金も存
在するため、熱処理が難しい。
在するため、熱処理が難しい。
高温で行なう溶体化処理時あるいは鍛造時の温度が高過
ぎた場合、または加工時に発生する熱により過熱される
と異状組織が生じる。
ぎた場合、または加工時に発生する熱により過熱される
と異状組織が生じる。
これが一旦生じると、その後の熱処理のみでは消失しに
くく、その材料特性を低下させる。
くく、その材料特性を低下させる。
従来、異状組織となったチタン合金は材料特性が低下す
るため使用不可となるか、あるいは鍛造等の加工を加え
なげればならず、材料費、工程等が非常に多（かかった
。
るため使用不可となるか、あるいは鍛造等の加工を加え
なげればならず、材料費、工程等が非常に多（かかった
。
すなわち、市販のＴｉ−６Ａｌ−４ｖ合金を約９６０’
ＣＪ上に加熱すると異状組織となり、第１ａ図に示すよ
うな組織となる。
ＣＪ上に加熱すると異状組織となり、第１ａ図に示すよ
うな組織となる。
この組織はマルテンサイト相と呼ばれるα′単相で、鍛
造等により熱と加工を加えねば正常な組織であるαある
いはα＋β組織にならない。
造等により熱と加工を加えねば正常な組織であるαある
いはα＋β組織にならない。
α′単相は溶体化処理時のミスあるいは鍛造時のヒート
ビルドアップ（Ｈｅａｔ−ｂｕｉｌｄ ｕｐ）現象等で
ウィツトマン組織と共にあられれやすい。
ビルドアップ（Ｈｅａｔ−ｂｕｉｌｄ ｕｐ）現象等で
ウィツトマン組織と共にあられれやすい。
これらの組織は高強度を出すだめの通常の処理である溶
体化十時効処理を施しても改善されず、効果は少ない。
体化十時効処理を施しても改善されず、効果は少ない。
このためチタン合金の持つ高い材料特性を完全に得るこ
とができない。
とができない。
本発明は１．異状組織を有するチタン合金を、鍛造等の
加工を加えることなしに熱処理のみで組織の改良を行な
い、通常の方法で処理したチタン合金と同等の材料特性
を出すだめの熱処理方法を提供ゴるものである。
加工を加えることなしに熱処理のみで組織の改良を行な
い、通常の方法で処理したチタン合金と同等の材料特性
を出すだめの熱処理方法を提供ゴるものである。
本発明は鍛造時またはその後の熱処理時の過熱が原因で
生じたｌ相またはウィツトマン組織からなる異状組織を
有するチタン合金を、真空中または中性雰囲気中で常温
〜６００°Ｃから８５０°Ｃ〜１０００℃まで、２〜１
０回加熱冷却を繰り返しその後常温まで炉冷または放冷
することにより異状組織なαまたはα＋β組織に改良す
ることを特徴とするチタン合金の熱処理方法である。
生じたｌ相またはウィツトマン組織からなる異状組織を
有するチタン合金を、真空中または中性雰囲気中で常温
〜６００°Ｃから８５０°Ｃ〜１０００℃まで、２〜１
０回加熱冷却を繰り返しその後常温まで炉冷または放冷
することにより異状組織なαまたはα＋β組織に改良す
ることを特徴とするチタン合金の熱処理方法である。
チタン合金は高温で酸素、水素等に接するとそれらと反
応を起すため、処理雰囲気は真空中またはヘリウム、ア
ルゴン等の中性雰囲気中での処理が必要である。
応を起すため、処理雰囲気は真空中またはヘリウム、ア
ルゴン等の中性雰囲気中での処理が必要である。
繰り返し加熱冷却の低温側の温度はチタン合金の材質に
よって異なるが、その温度範囲は常温〜６００℃にある
。
よって異なるが、その温度範囲は常温〜６００℃にある
。
６００℃を越えると冷却時に必要な拡散エネルギーを付
与することができなくなる。
与することができなくなる。
また高温側の温度もチタン合金の材質によって異なるが
、結晶粒の増大を起さない範囲で上昇させることができ
る。
、結晶粒の増大を起さない範囲で上昇させることができ
る。
温度が高いと合金元素の拡散が早くなり、処理時間の短
縮を計れる。
縮を計れる。
基本的には材質の状態図に基づいて決定されるもので、
固溶温度に対応している。
固溶温度に対応している。
その温度範囲は８５０〜１０００°Ｃにある。
上限値１０００℃を越えるとチタン合金の材質によって
はα′相またはβ相への相変態が起り、異状組織を改良
することができなくなる。
はα′相またはβ相への相変態が起り、異状組織を改良
することができなくなる。
また結晶粒の増大などを起し、材料の機械的性質を低下
させる。
させる。
下限値８５０℃より低くなるとαまたはβ相への相変化
が起りにくくなり同様に異状組織の改良ができな（なる
。
が起りにくくなり同様に異状組織の改良ができな（なる
。
加１熱冷却の繰り返し数は温度との関連で決定され、高
温側の温度が高い場合は繰り返し数が少なく、低い場合
は多くなる。
温側の温度が高い場合は繰り返し数が少なく、低い場合
は多くなる。
１０回以上の繰り返しを行なってもその効果は少ない。
本発明の熱処理を施すと金属組織上つぎのような変化が
生じ、これが通常の熱処理、すなわち溶体化十時効処理
のみで材料特性が改善できる原因であると考えられる。
生じ、これが通常の熱処理、すなわち溶体化十時効処理
のみで材料特性が改善できる原因であると考えられる。
例えばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金において、アルミニウム
、バナジウムなどの合金成分は異状組織中に均一に分散
している。
、バナジウムなどの合金成分は異状組織中に均一に分散
している。
これに本発明の熱処理を施すとα相にはアルミニウムが
、またβ相にはバナジュウムが多くなることが認められ
た。
、またβ相にはバナジュウムが多くなることが認められ
た。
すなわち本発明の熱処理は、アルミニウムおよびバナジ
ュウム原子を容易に拡散させ、α相およびβ相を安定化
させるものであることが認められる。
ュウム原子を容易に拡散させ、α相およびβ相を安定化
させるものであることが認められる。
このような金属組織上の変化が起る原因の一つにつぎの
ようなことが考えられる。
ようなことが考えられる。
Ｔ ｉ −６Ａ＃−４’Ｖ合金が溶融され、凝固される
過程すなわち１６５０°Ｃから常温に冷却される過程に
おいて組織中に転位、空孔が固定され、通常の熱処理で
は移動できないような壁をつくる。
過程すなわち１６５０°Ｃから常温に冷却される過程に
おいて組織中に転位、空孔が固定され、通常の熱処理で
は移動できないような壁をつくる。
この壁は鍛造時に熱および機械的エネルギーを加えると
崩壊するもので、通常の熱処理では崩壊しないものであ
る。
崩壊するもので、通常の熱処理では崩壊しないものであ
る。
しかし本発明の熱処理を施すことにより、この壁を崩壊
するだけのエネルギーが付与されるようになるものと考
えられる。
するだけのエネルギーが付与されるようになるものと考
えられる。
実施例
第１ａ図に示すような異状組織を持つ市販のＴｉ−６Ａ
ｌ−４Ｖ合金からつくったテストピースを、アルゴン雰
囲気中で、常温→９３０℃→５００℃→９３０°Ｃ→５
００℃→９３０°Ｃ→炉冷→常温の繰り返し加熱冷却処
理を加え、第１ｂ図に示すよう゛な組織を得た。
ｌ−４Ｖ合金からつくったテストピースを、アルゴン雰
囲気中で、常温→９３０℃→５００℃→９３０°Ｃ→５
００℃→９３０°Ｃ→炉冷→常温の繰り返し加熱冷却処
理を加え、第１ｂ図に示すよう゛な組織を得た。
この組織はαと少量のβを含む組織であり、正常な組織
でその後の通常の処理で高い材料特性を得ることができ
る。
でその後の通常の処理で高い材料特性を得ることができ
る。
異状組織を有するチタン合金に通常の熱処理、すなわち
溶体化十時効処理を施した場合と、本発明の熱処理を施
した後に溶体化十時効処理を施した場合とにおける引張
り強さおよび伸びを示すと表のようになる。
溶体化十時効処理を施した場合と、本発明の熱処理を施
した後に溶体化十時効処理を施した場合とにおける引張
り強さおよび伸びを示すと表のようになる。
表かられかるように、異状組織のままで溶体化十時効処
理を施した場合には、引張り強さは向上しているが、伸
びが極めて小さい材料となり、実用に供しえないものと
なるが、本発明の熱処理を施したものはその後の溶体化
十時効処理により、引張り強さが向上し、かつ伸びが太
きく改良されている。
理を施した場合には、引張り強さは向上しているが、伸
びが極めて小さい材料となり、実用に供しえないものと
なるが、本発明の熱処理を施したものはその後の溶体化
十時効処理により、引張り強さが向上し、かつ伸びが太
きく改良されている。
本発明により簡単な熱処理のみで目的どうりに使用でき
るため、高価な材料であるチタン合金の使用量を減少す
ることができ、不良率の低減、省資源等により経済的効
果は太きい。
るため、高価な材料であるチタン合金の使用量を減少す
ることができ、不良率の低減、省資源等により経済的効
果は太きい。
第１ａ図は本発明を使用する前の市販のＴｉ−６Ａｌ−
４Ｖ合金の異状組織、第１ｂ図は本発明の方法により工
状となったＴｉ−６Ａｌ−４Ｖの組織を示す図である。
４Ｖ合金の異状組織、第１ｂ図は本発明の方法により工
状となったＴｉ−６Ａｌ−４Ｖの組織を示す図である。
Claims (1)
- １ 鍛造時またはその後の熱処理時の過熱が原因で生じ
たα′単相またはウィツトマン組織からなる異状組織を
有するチタン合金を、真空中または中性雰囲気中で常温
〜６００°Ｃから８５０℃〜１００００Ｃまで、２〜１
０回加熱冷却を繰り返しその後常温まで炉冷または放冷
することにより、前記異状組織をαまたはα＋β組織に
改良することを特徴とするチタン合金の熱処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50097660A JPS5935987B2 (ja) | 1975-08-13 | 1975-08-13 | チタン合金の熱処理方法 |
| US05/709,119 US4098623A (en) | 1975-08-01 | 1976-07-27 | Method for heat treatment of titanium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50097660A JPS5935987B2 (ja) | 1975-08-13 | 1975-08-13 | チタン合金の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5221206A JPS5221206A (en) | 1977-02-17 |
| JPS5935987B2 true JPS5935987B2 (ja) | 1984-08-31 |
Family
ID=14198209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50097660A Expired JPS5935987B2 (ja) | 1975-08-01 | 1975-08-13 | チタン合金の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935987B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5217306A (en) * | 1975-08-01 | 1977-02-09 | Hitachi Ltd | Heat treatment method for cast titanium alloy |
-
1975
- 1975-08-13 JP JP50097660A patent/JPS5935987B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5221206A (en) | 1977-02-17 |
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