JPS6169937A - 高温比強度の高い超塑性加工用チタン合金 - Google Patents
高温比強度の高い超塑性加工用チタン合金Info
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- JPS6169937A JPS6169937A JP19052484A JP19052484A JPS6169937A JP S6169937 A JPS6169937 A JP S6169937A JP 19052484 A JP19052484 A JP 19052484A JP 19052484 A JP19052484 A JP 19052484A JP S6169937 A JPS6169937 A JP S6169937A
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Landscapes
- Forging (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (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】
産業上の利用分野
本発明は高温比強度の高い超塑性加工用チタン合金尺関
する。更に詳しくは８５０Ｃでα相を３０〜７０％含み
、残部はβ相からなり、高温製造されてきたが、；／プ
レッサーローターの製造の場合には、切削ぐずが約９０
％程度にもなり、極めて歩留りが悪いばかりでなく、作
業性も極めて悪かった。これを改善するためＫはＴｉ合
金の超塑性加工が有効な手段である。超塑性加工は加工
温度でα相とβ相の体積比が１：１に近いＴｉ合金が優
ｎている。また超塑性加工温度は９００Ｃ附近の温度が
適しでいる。９υＯＣより高い高温では結晶粒の粗大化
及び酸化が生じ易くなるため超塑性特性が劣化する。ま
た９００Ｃより低い温度では、粒界上りが起きにくくな
るため、超塑性特性が劣化し、また変形応力が高くなり
、超塑性加工が困難となる。従来の超塑性加工用チタン
合金としては、Ｔｉ −６ＡＩ−４Ｖ合金、Ｔｉ−６Ａ
Ｉ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｆｖｌｏ合金、Ｔ ｉ −６Ａ
Ｉ−２Ｓｎ −４Ｚ ｒ −６Ｍ ｏ合金が知られて
いる。しかし、これらのＴｉ合金はいずれもβ型Ｔｉ合
金と比べて強度が低い欠点があった。
する。更に詳しくは８５０Ｃでα相を３０〜７０％含み
、残部はβ相からなり、高温製造されてきたが、；／プ
レッサーローターの製造の場合には、切削ぐずが約９０
％程度にもなり、極めて歩留りが悪いばかりでなく、作
業性も極めて悪かった。これを改善するためＫはＴｉ合
金の超塑性加工が有効な手段である。超塑性加工は加工
温度でα相とβ相の体積比が１：１に近いＴｉ合金が優
ｎている。また超塑性加工温度は９００Ｃ附近の温度が
適しでいる。９υＯＣより高い高温では結晶粒の粗大化
及び酸化が生じ易くなるため超塑性特性が劣化する。ま
た９００Ｃより低い温度では、粒界上りが起きにくくな
るため、超塑性特性が劣化し、また変形応力が高くなり
、超塑性加工が困難となる。従来の超塑性加工用チタン
合金としては、Ｔｉ −６ＡＩ−４Ｖ合金、Ｔｉ−６Ａ
Ｉ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｆｖｌｏ合金、Ｔ ｉ −６Ａ
Ｉ−２Ｓｎ −４Ｚ ｒ −６Ｍ ｏ合金が知られて
いる。しかし、これらのＴｉ合金はいずれもβ型Ｔｉ合
金と比べて強度が低い欠点があった。
発明の目的
本発明は前記従来の超ｍ性加工用チタン合金の欠点を改
善せんとするものであり、その目的は超塑性特性が優れ
、かつ高温比強度及び延性の優れた超塑性加工用チタン
合金を提供するにある。
善せんとするものであり、その目的は超塑性特性が優れ
、かつ高温比強度及び延性の優れた超塑性加工用チタン
合金を提供するにある。
発明の構成
本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結果、８５０
Ｃでα相を約３０〜７０％含み、残部がβ相から成り、
超塑性特性が優れ、かつ高温比強度及び延性の優れた超
重性加工用チタン合金を究明し得た。この知見に基いて
本発明を完成した。
Ｃでα相を約３０〜７０％含み、残部がβ相から成り、
超塑性特性が優れ、かつ高温比強度及び延性の優れた超
重性加工用チタン合金を究明し得た。この知見に基いて
本発明を完成した。
本発明のチタン合金は、
重量係で、ＡＩ６．２〜６．８％、Ｖ ６．２〜６．６
％、Ｓｎ６．２〜６．６％、 Ｚｒ０．８〜６．２％、
Ｍｏ ２．７〜３．１ ％、Ｃｒ６．９〜２．３％、Ｆ
ｅ６．４〜６．８％、Ｏ０．１０〜０．１５％を含み、
残部は実質的にＴｉよりなる高温比強度の高い超重性加
工用チタン合金にある。
％、Ｓｎ６．２〜６．６％、 Ｚｒ０．８〜６．２％、
Ｍｏ ２．７〜３．１ ％、Ｃｒ６．９〜２．３％、Ｆ
ｅ６．４〜６．８％、Ｏ０．１０〜０．１５％を含み、
残部は実質的にＴｉよりなる高温比強度の高い超重性加
工用チタン合金にある。
本発明の合金における組成成分の作用ならびに組成割合
の限定理由は次の通りである。
の限定理由は次の通りである。
ＡＩは主としてα相に固溶してα相を強化する作用をす
る。ＡＩ量が６．２ ％ （％は重′Ｉｋ％を示す。
る。ＡＩ量が６．２ ％ （％は重′Ｉｋ％を示す。
以下同じ）より少いと、α相強化の効果が十分得られな
く、その量が６．８係を超えるとα相量が増加して十分
な超塑性特性が得られなくなるので、Ａｌｔは６．２〜
６．８％であることが必要である。
く、その量が６．８係を超えるとα相量が増加して十分
な超塑性特性が得られなくなるので、Ａｌｔは６．２〜
６．８％であることが必要である。
■はα相及びβ相に固溶してこれらの相を強化する作用
をする。Ｖｉ−が６．２・係より少いと強化効果が十分
得られなく、その量が６．６％を超えるとα相量が減少
して十分な超ｍ性特性が得られなくなるので、Ｖｉは６
．２〜６．６％であることが必要である。
をする。Ｖｉ−が６．２・係より少いと強化効果が十分
得られなく、その量が６．６％を超えるとα相量が減少
して十分な超ｍ性特性が得られなくなるので、Ｖｉは６
．２〜６．６％であることが必要である。
Ｓｎ及びＺｒはα相及びβ相にほぼ同じ比率で固溶して
とｎらの相を強化する作用をする。Ｓｎ量が６．２％よ
り少いと強化効果が十分得らｎなく、その量が６．６％
を超えると比重が大きくなり比強度が低下するので、５
ｎｉｉは６．２〜６．６％であることが必要である。ま
た、Ｚｒ量が０．８％より少いと強化効果が得らｎなく
、その量が６．２％を超えるとα相量が減少して十分な
超塑性特性が得らｎなくなるので、Ｚｒ１ｌｉは０．８
〜６．２％であることが必要である。
とｎらの相を強化する作用をする。Ｓｎ量が６．２％よ
り少いと強化効果が十分得らｎなく、その量が６．６％
を超えると比重が大きくなり比強度が低下するので、５
ｎｉｉは６．２〜６．６％であることが必要である。ま
た、Ｚｒ量が０．８％より少いと強化効果が得らｎなく
、その量が６．２％を超えるとα相量が減少して十分な
超塑性特性が得らｎなくなるので、Ｚｒ１ｌｉは０．８
〜６．２％であることが必要である。
Ｍｏ、Ｃｒ及びＦｅは主としてβ相に固溶してβ相を強
化する作用をする。Ｍｏ量が２，７％より少いと十分な
強化効果が得られなく、その量が３．１％を超えると比
重が大きくなるため比強度が低下するので、Ｍｏｊｌは
２．７〜３．１％であることが必要でちる。Ｃｒｆｋが
６．９％よシ少いと十分な強化効果が得られなく、その
量が２．３％を超えるとα相量が減少して十分な超塑性
特性が得られなくなるので、Ｃｒ量は６．９〜２．３％
であることが必要である。また、Ｐａ量が６．４％より
少いと十分な強化効果が得られなく、その量が１，８％
を超えるとα相量が減少して十分な超塑性特性が得られ
なくなるので、Ｆｅ量は６．４〜６．８％であることが
必要である。
化する作用をする。Ｍｏ量が２，７％より少いと十分な
強化効果が得られなく、その量が３．１％を超えると比
重が大きくなるため比強度が低下するので、Ｍｏｊｌは
２．７〜３．１％であることが必要でちる。Ｃｒｆｋが
６．９％よシ少いと十分な強化効果が得られなく、その
量が２．３％を超えるとα相量が減少して十分な超塑性
特性が得られなくなるので、Ｃｒ量は６．９〜２．３％
であることが必要である。また、Ｐａ量が６．４％より
少いと十分な強化効果が得られなく、その量が１，８％
を超えるとα相量が減少して十分な超塑性特性が得られ
なくなるので、Ｆｅ量は６．４〜６．８％であることが
必要である。
Ｏは主としてα相に固溶してα相を強化する作用をする
。Ｏｉが０．１０％より少いとその強化効果が十分得ら
れなく、その針が０．１５％を超えるとα相量が増加し
て十分な超塑性特性が得らｆなくなるので、Ｏ蓋は０．
１０〜０．１５％であることが必要である。
。Ｏｉが０．１０％より少いとその強化効果が十分得ら
れなく、その針が０．１５％を超えるとα相量が増加し
て十分な超塑性特性が得らｆなくなるので、Ｏ蓋は０．
１０〜０．１５％であることが必要である。
以上のような各元素を前記割合で含ませたチタン合金は
、８５０Ｃにおいてα相が３０〜７０係で残部がβ相と
なる。α相とβ相は互に結晶粒の成長を妨げ、超ｍ性特
性を向上させる。α相が３０％より少くなるとβ相の結
晶粒が粗大化し２易くなり超塑性特性が劣化する。また
α相が７０％を超えるとα相の結晶粒が粗大化し易くな
り超塑性特性が劣化する。
、８５０Ｃにおいてα相が３０〜７０係で残部がβ相と
なる。α相とβ相は互に結晶粒の成長を妨げ、超ｍ性特
性を向上させる。α相が３０％より少くなるとβ相の結
晶粒が粗大化し２易くなり超塑性特性が劣化する。また
α相が７０％を超えるとα相の結晶粒が粗大化し易くな
り超塑性特性が劣化する。
α相及びβ相の強化に必要な各元素の最低の含有量は、
他の元素の含有量とのかね合いで決まる。
他の元素の含有量とのかね合いで決まる。
例えば、Ｚｒ量が５．０〜７．５％と多く含むとＡＩの
最低含有量が５．３％であるが、本発明におけるように
、Ｚｒｆｋが０．８〜６．２％と少い場合はＡＩ量は６
．２％以上を必要とする。また、α相量についてもすべ
ての合金元素の含有量のかね合いで決まる。本発明のチ
タン合金は前記の各元素の含有量の範囲において、超塑
性加工を行うのに十分な特性を有し、かつ優れた高温比
強度と延性を有する。
最低含有量が５．３％であるが、本発明におけるように
、Ｚｒｆｋが０．８〜６．２％と少い場合はＡＩ量は６
．２％以上を必要とする。また、α相量についてもすべ
ての合金元素の含有量のかね合いで決まる。本発明のチ
タン合金は前記の各元素の含有量の範囲において、超塑
性加工を行うのに十分な特性を有し、かつ優れた高温比
強度と延性を有する。
発明の効果
本発明の合金は、以下の実施例における比較例からも明
らかなように、従来の超塑性加工用チタン合金に比べて
超塑性特性が優れ、超塑性加工が容易で、かつ高温比強
度及び延性も浸れたものである。従って切削加エフ、Ｃ
Ｌに、コンプレッサーローター等の部品を安価に製造す
ることができる。またこれを使用することによりジェッ
トエンジンや発電設備などの各穏ガスタービンの軽量化
及び高効率化が可能になる等の優れた効果を有する。
らかなように、従来の超塑性加工用チタン合金に比べて
超塑性特性が優れ、超塑性加工が容易で、かつ高温比強
度及び延性も浸れたものである。従って切削加エフ、Ｃ
Ｌに、コンプレッサーローター等の部品を安価に製造す
ることができる。またこれを使用することによりジェッ
トエンジンや発電設備などの各穏ガスタービンの軽量化
及び高効率化が可能になる等の優れた効果を有する。
実施例
本発明の下記表如１に示す組成の合金と比較び５９ｄ超
望性試ν〜作った。
望性試ν〜作った。
高温引張試験片は８５０〜９００ Ｃで１時間熱処理し
次後水冷し、再び５００〜６００Ｃで４時間熱処理、空
冷して試験に供した。高温引張試験は３００ ｔ：で、
３ Ｘ １０ ’Ｓ−”の歪速度で行った。
次後水冷し、再び５００〜６００Ｃで４時間熱処理、空
冷して試験に供した。高温引張試験は３００ ｔ：で、
３ Ｘ １０ ’Ｓ−”の歪速度で行った。
超塑性試験片は熱間圧延のままの状態で試験に供した。
超塑性試験は８５０Ｃで、アルゴン雰囲気中で６．７Ｘ
１０−’Ｓ−”及び６．７ Ｘ １０−３８−’の速度
で行った。その結果は下記の表蚤２及び表÷３に示す通
りであった。
１０−’Ｓ−”及び６．７ Ｘ １０−３８−’の速度
で行った。その結果は下記の表蚤２及び表÷３に示す通
りであった。
表Ｎ２の結果が示すように、本発明のＴｉ合金は既存の
Ｔｉ−６ＡＩ−４Ｖ、 Ｔｉ −６ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚ
ｒ２Ｍｏ及びＴｉＴｉ−６ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６合
金に比べて、延性及び比強度において著しく優ｎでいる
ことがわかる。すなわち、本発明のＴｉ合金では、比強
度が３０．９ Ｋｐｆ／ｍｄ／ｐ／ａｔｌ の値を示
す条件で９．１％の伸びが確保されるのに対し、Ｔｉ
−６ＡＩ−４Ｖ及びＴｉ −６ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−
２Ｍｏ合金では、そのような高比強度が得らｎない。
Ｔｉ−６ＡＩ−４Ｖ、 Ｔｉ −６ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚ
ｒ２Ｍｏ及びＴｉＴｉ−６ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６合
金に比べて、延性及び比強度において著しく優ｎでいる
ことがわかる。すなわち、本発明のＴｉ合金では、比強
度が３０．９ Ｋｐｆ／ｍｄ／ｐ／ａｔｌ の値を示
す条件で９．１％の伸びが確保されるのに対し、Ｔｉ
−６ＡＩ−４Ｖ及びＴｉ −６ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−
２Ｍｏ合金では、そのような高比強度が得らｎない。
また、Ｔｉ −６ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ合金の
場合は、比強度が２９．９ Ｋ９ｆ／ｒｕｉ／１１／ａ
ｌｌまで増大すると伸びは５．２％まで低下する。
場合は、比強度が２９．９ Ｋ９ｆ／ｒｕｉ／１１／ａ
ｌｌまで増大すると伸びは５．２％まで低下する。
この結果が示すようＫ、本発明チタン合金は、４１６〜
６９８％の超塑性伸びを有し、最大変形応力も６．３〜
２． ｓ ｘｙｒ７ｍｉと十分に低く、既存のＴｉ−６
ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ合金に比べて著しく優れ
ている。
６９８％の超塑性伸びを有し、最大変形応力も６．３〜
２． ｓ ｘｙｒ７ｍｉと十分に低く、既存のＴｉ−６
ＡＩ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ合金に比べて著しく優れ
ている。
特許出願人 科学技術庁金属材料技術研究所長中 川
龍 −
龍 −
Claims (1)
- 重量％で、Ａｌ６．２〜６．８％、Ｖ１．２〜１．６％
、Ｓｎ１．２〜１．６％、Ｚｒ０．８〜１．２％、Ｍｏ
２．７〜３．１％、Ｃｒ１．９〜２．３％、Ｆｅ１．４
〜１．８％、Ｏ０．１０〜０．１５％を含み、残部は実
質的にＴｉよりなる高温比強度の高い超塑性加工用チタ
ン合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19052484A JPS6169937A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 高温比強度の高い超塑性加工用チタン合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19052484A JPS6169937A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 高温比強度の高い超塑性加工用チタン合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6169937A true JPS6169937A (ja) | 1986-04-10 |
| JPH0211659B2 JPH0211659B2 (ja) | 1990-03-15 |
Family
ID=16259519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19052484A Granted JPS6169937A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 高温比強度の高い超塑性加工用チタン合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6169937A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0430264U (ja) * | 1990-07-04 | 1992-03-11 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5589632B2 (ja) * | 2010-07-16 | 2014-09-17 | 株式会社Ｉｈｉ | 圧縮機シール装置 |
-
1984
- 1984-09-13 JP JP19052484A patent/JPS6169937A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0430264U (ja) * | 1990-07-04 | 1992-03-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0211659B2 (ja) | 1990-03-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |