JPS636625B2 - - Google Patents
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- JPS636625B2 JPS636625B2 JP5343985A JP5343985A JPS636625B2 JP S636625 B2 JPS636625 B2 JP S636625B2 JP 5343985 A JP5343985 A JP 5343985A JP 5343985 A JP5343985 A JP 5343985A JP S636625 B2 JPS636625 B2 JP S636625B2
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Description
産業上の利用分野
本発明は金属間化合物TiAl基合金の成型材を
熱間加工機でシース加工法によつて成型する方法
に関する。 従来技術 チタンとアルミニウム２元系合金において、チ
タンが74〜65重量％、アルミニウムが26〜35重量
％ではTi3AlとTiAlの２相からなる金属間化合物
を、チタンが65〜56重量％、アルミニウムが35〜
44重量％ではTiAlの単相からなる金属間化合物
を作る。これら及びこれらに第３、第４元素等を
添加した多元系TiAl基合金は、軽量、耐酸化性、
高温比強度、高温クリープが要求される軽量耐熱
構造用材料として注目されている。しかし、これ
らの合金は常温延性に乏しく高温変形能が小さい
ため、その成型加工は極めて困難であり、現在実
用化されていない。 従来、TiAl基合金の成型加工法としては、特
殊な恒温鍛造法を利用して成型加工する方法のみ
が知られている。 この方法は恒温鍛造法を利用するため、(1)この
合金を1100℃の高温に保持すること、(2)酸化防
止、(3)加工用ダイスの高温強度の保持、(4)この合
金と加工用ダイスとの化学反応防止等を必要と
し、そのため装置は大型化となると共に高価とな
る等の問題点があつた。 発明の目的 本発明は前記問題点を解消しようとするもので
あり、その目的は、難加工性材料である金属間化
合物TiAl基合金を熱間加工機でシース加工法に
よつて容易に成型加工する方法を提供するにあ
る。 発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の
結果、特定のシース材を使用し、このシース材で
TiAl基合金を封入した後、熱間加工機で熱間加
工すると容易に成型することができることを究明
した。この知見に基いて本発明を完成した。 本発明の要旨は、主成分であるチタンとアルミ
ニウムの重量比が、74〜56：26〜44である金属間
化合物TiAl基合金を成型する方法において、シ
ース材として前記TiAl基合金の1000℃以上にお
ける高温変形抵抗に近い高温変形抵抗を持つNi
系、Co系またはFe−Ni系の耐熱合金を用い、該
シース材で前記TiAl基合金を封入した後、1000
℃以上で熱間加工機でシース加工することを特徴
とする金属間化合物TiAl基合金の成型法にある。 金属間化合物TiAl基合金は前記したように、
主成分であるチタンとアルミニウムの重量比が74
〜56：26〜44である合金組成に第３、第４元素等
を添加したものである。このTiAl基合金は常温
延性に乏しいが、1000℃以上では強度の低下と延
性の著しい増加を示す。しかしながら、TiAl基
合金の高温強度は、なお大きく1000℃で250MPa
の耐力をもつ。従つて、シース材としては、1000
℃以上における高温変形抵抗が金属間化合物
TiAl基合金に近い高強度材料であることが必要
である。またこれと同時にシース材がTiAl基合
金と化学反応を起さず、可塑加工、切削加工及び
溶接が可能であることが必要であるため、Ni系、
Co系またはFe−Ni系の耐熱合金がよいことが分
つた。 Ni系合金としては、例えば、Astroloy，
HastelloyX及びＳ，Inconel alloy617及び625，
Nimonic alloy105，115及びPK33，Rene41，
TDNickel，TDNiCr，Udimet500，520，700及
び710，UdimetAF2−10A，Waspaloy等が挙げ
られる。 Co系合金としては、CM−７，Haynessalloy
No.188，Ｌ−605，MAR−M918、及びS816等
が挙げられる。 Fe−Ni系合金としては、Incoloy alloy802及
び807等が挙げられる。 金属間化合物TiAl基合金をシース材に封入す
るに際しては、該合金は1000℃以上では著しく酸
化されるので、真空中あるいはアルゴンガス雰囲
気下で溶接により密封するのがよい。 熱間加工機でシース加工するには、加工温度は
1100℃以上で、１回の加工量を7.5％、加工速度
は1.5m／min程度であることがよい。 実施例 Ti66重量％、Al34重量％からなる金属間化合
物合金を使用し、長さ20mm、巾10mm、厚さ10mmの
形状のものを作つた。シース材としてCo系合金
のS816（1000℃における耐力80MPa）を使用し、
長さ40mm、巾30mm、厚さ13mmの形状のものとし、
その中心部に長さ20mm、巾10mm、深さ５mmのくぼ
みを形成したものを作つた。この２個のシース材
を上下に合せ、その中央部に前記TiAl基合金成
形物を挿入し、真空中で上下のシース材の継ぎ目
を溶接し密封した。 これを1100℃及び1200℃で１時間加熱保持した
後、熱間加工機を用い1.5m／minの圧延速度で圧
下率7.5％の圧延加工を施した。次いで上記温度
で10分間加熱保持した後、同一条件で圧延を行つ
た。この工程を繰返し行い、最大圧下率60％まで
行つた。この時のTiAl基合金の最大加工率は55
％となり、シース材との化学反応もなく、酸化も
みられず、かつ凹凸のない平滑な成型材が得られ
た。 なお、比較のため、シース材として、金属間化
合物TiAl基合金よりも高温変形抵抗が著しく低
いInconel alloy600（1000℃における耐力20MPa）
及びNimonic alloy90（1000℃における耐力
40MPa）を使用し、前記の方法と同じ方法で
TiAl基合金の成型材を作つた。 それらの1200℃で熱間圧延を行つた結果を示す
と次の表１の通りであつた。
熱間加工機でシース加工法によつて成型する方法
に関する。 従来技術 チタンとアルミニウム２元系合金において、チ
タンが74〜65重量％、アルミニウムが26〜35重量
％ではTi3AlとTiAlの２相からなる金属間化合物
を、チタンが65〜56重量％、アルミニウムが35〜
44重量％ではTiAlの単相からなる金属間化合物
を作る。これら及びこれらに第３、第４元素等を
添加した多元系TiAl基合金は、軽量、耐酸化性、
高温比強度、高温クリープが要求される軽量耐熱
構造用材料として注目されている。しかし、これ
らの合金は常温延性に乏しく高温変形能が小さい
ため、その成型加工は極めて困難であり、現在実
用化されていない。 従来、TiAl基合金の成型加工法としては、特
殊な恒温鍛造法を利用して成型加工する方法のみ
が知られている。 この方法は恒温鍛造法を利用するため、(1)この
合金を1100℃の高温に保持すること、(2)酸化防
止、(3)加工用ダイスの高温強度の保持、(4)この合
金と加工用ダイスとの化学反応防止等を必要と
し、そのため装置は大型化となると共に高価とな
る等の問題点があつた。 発明の目的 本発明は前記問題点を解消しようとするもので
あり、その目的は、難加工性材料である金属間化
合物TiAl基合金を熱間加工機でシース加工法に
よつて容易に成型加工する方法を提供するにあ
る。 発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の
結果、特定のシース材を使用し、このシース材で
TiAl基合金を封入した後、熱間加工機で熱間加
工すると容易に成型することができることを究明
した。この知見に基いて本発明を完成した。 本発明の要旨は、主成分であるチタンとアルミ
ニウムの重量比が、74〜56：26〜44である金属間
化合物TiAl基合金を成型する方法において、シ
ース材として前記TiAl基合金の1000℃以上にお
ける高温変形抵抗に近い高温変形抵抗を持つNi
系、Co系またはFe−Ni系の耐熱合金を用い、該
シース材で前記TiAl基合金を封入した後、1000
℃以上で熱間加工機でシース加工することを特徴
とする金属間化合物TiAl基合金の成型法にある。 金属間化合物TiAl基合金は前記したように、
主成分であるチタンとアルミニウムの重量比が74
〜56：26〜44である合金組成に第３、第４元素等
を添加したものである。このTiAl基合金は常温
延性に乏しいが、1000℃以上では強度の低下と延
性の著しい増加を示す。しかしながら、TiAl基
合金の高温強度は、なお大きく1000℃で250MPa
の耐力をもつ。従つて、シース材としては、1000
℃以上における高温変形抵抗が金属間化合物
TiAl基合金に近い高強度材料であることが必要
である。またこれと同時にシース材がTiAl基合
金と化学反応を起さず、可塑加工、切削加工及び
溶接が可能であることが必要であるため、Ni系、
Co系またはFe−Ni系の耐熱合金がよいことが分
つた。 Ni系合金としては、例えば、Astroloy，
HastelloyX及びＳ，Inconel alloy617及び625，
Nimonic alloy105，115及びPK33，Rene41，
TDNickel，TDNiCr，Udimet500，520，700及
び710，UdimetAF2−10A，Waspaloy等が挙げ
られる。 Co系合金としては、CM−７，Haynessalloy
No.188，Ｌ−605，MAR−M918、及びS816等
が挙げられる。 Fe−Ni系合金としては、Incoloy alloy802及
び807等が挙げられる。 金属間化合物TiAl基合金をシース材に封入す
るに際しては、該合金は1000℃以上では著しく酸
化されるので、真空中あるいはアルゴンガス雰囲
気下で溶接により密封するのがよい。 熱間加工機でシース加工するには、加工温度は
1100℃以上で、１回の加工量を7.5％、加工速度
は1.5m／min程度であることがよい。 実施例 Ti66重量％、Al34重量％からなる金属間化合
物合金を使用し、長さ20mm、巾10mm、厚さ10mmの
形状のものを作つた。シース材としてCo系合金
のS816（1000℃における耐力80MPa）を使用し、
長さ40mm、巾30mm、厚さ13mmの形状のものとし、
その中心部に長さ20mm、巾10mm、深さ５mmのくぼ
みを形成したものを作つた。この２個のシース材
を上下に合せ、その中央部に前記TiAl基合金成
形物を挿入し、真空中で上下のシース材の継ぎ目
を溶接し密封した。 これを1100℃及び1200℃で１時間加熱保持した
後、熱間加工機を用い1.5m／minの圧延速度で圧
下率7.5％の圧延加工を施した。次いで上記温度
で10分間加熱保持した後、同一条件で圧延を行つ
た。この工程を繰返し行い、最大圧下率60％まで
行つた。この時のTiAl基合金の最大加工率は55
％となり、シース材との化学反応もなく、酸化も
みられず、かつ凹凸のない平滑な成型材が得られ
た。 なお、比較のため、シース材として、金属間化
合物TiAl基合金よりも高温変形抵抗が著しく低
いInconel alloy600（1000℃における耐力20MPa）
及びNimonic alloy90（1000℃における耐力
40MPa）を使用し、前記の方法と同じ方法で
TiAl基合金の成型材を作つた。 それらの1200℃で熱間圧延を行つた結果を示す
と次の表１の通りであつた。
【表】
上記圧下率はTiAl基合金を封入したシース材
が圧延された時のシース材の変形を含む全加工率
（％）を示し、加工率は前記の圧下率を与えた時
のTiAl基合金の加工率（％）を示す。 表１の結果が示すように、1000℃以上でのシー
ス材の高温変形抵抗がTiAl基合金よりも低くな
る程加工率が著しく低下することがわかる。 次にTiAl基合金の組成を変え、シース材とし
てS816を用い、圧延温度を1100℃で行つた時の
結果を示すと次の表２の通りであつた。
が圧延された時のシース材の変形を含む全加工率
（％）を示し、加工率は前記の圧下率を与えた時
のTiAl基合金の加工率（％）を示す。 表１の結果が示すように、1000℃以上でのシー
ス材の高温変形抵抗がTiAl基合金よりも低くな
る程加工率が著しく低下することがわかる。 次にTiAl基合金の組成を変え、シース材とし
てS816を用い、圧延温度を1100℃で行つた時の
結果を示すと次の表２の通りであつた。
【表】
圧下率及び加工率は表１に示した同じものを示
す。 表２の結果が示すように、TiAl単相（Ti−37
重量％Al）あるいはTi3AlとTiAlの２相（Ti−
34重量％Al）からなる金属間化合物TiAl基合金
においては、いずれもほぼ等しい加工率で加工し
得られる。 発明の効果 本発明の方法によると、成型加工が困難である
金属間化合物TiAl基合金を従来法における大型
で高価な恒温鍛造機を必要とせず、該合金をシー
ス材で密封する工程の追加だけで、通常の加熱加
工機を用いて通常の加工工程を施すことにより容
易に加工し得られる。また、シース材を特定する
ことにより、加工率も高く品質が優れ、且つ凹凸
のない成型材が得られる優れた効果を有する。 しかも、シース材は再生使用することができ、
かつ、装置も特別なものを必要としないことによ
り、経済的に有利に製造し得られるので、軽量耐
熱構造用材料としての実用化が促進されるものと
考えられる。
す。 表２の結果が示すように、TiAl単相（Ti−37
重量％Al）あるいはTi3AlとTiAlの２相（Ti−
34重量％Al）からなる金属間化合物TiAl基合金
においては、いずれもほぼ等しい加工率で加工し
得られる。 発明の効果 本発明の方法によると、成型加工が困難である
金属間化合物TiAl基合金を従来法における大型
で高価な恒温鍛造機を必要とせず、該合金をシー
ス材で密封する工程の追加だけで、通常の加熱加
工機を用いて通常の加工工程を施すことにより容
易に加工し得られる。また、シース材を特定する
ことにより、加工率も高く品質が優れ、且つ凹凸
のない成型材が得られる優れた効果を有する。 しかも、シース材は再生使用することができ、
かつ、装置も特別なものを必要としないことによ
り、経済的に有利に製造し得られるので、軽量耐
熱構造用材料としての実用化が促進されるものと
考えられる。
Claims (1)
- １ 主成分であるチタンとアルミニウムの重量比
が、74〜56：26〜44である金属間化合物TiAl基
合金を成型する方法において、シース材として前
記TiAl基合金の1000℃以上における高温変形抵
抗に近い高温変形抵抗を持つNi系、Co系または
Fe−Ni系の耐熱合金を用い、該シース材で前記
TiAl基合金を封入した後、1000℃以上で熱間加
工機でシース加工することを特徴とする金属間化
合物TiAl基合金の成型法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343985A JPS61213361A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 金属間化合物ＴｉＡｌ基合金の成型法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343985A JPS61213361A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 金属間化合物ＴｉＡｌ基合金の成型法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61213361A JPS61213361A (ja) | 1986-09-22 |
| JPS636625B2 true JPS636625B2 (ja) | 1988-02-10 |
Family
ID=12942880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5343985A Granted JPS61213361A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 金属間化合物ＴｉＡｌ基合金の成型法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61213361A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2586023B2 (ja) * | 1987-01-08 | 1997-02-26 | 日本鋼管株式会社 | ＴｉＡ１基耐熱合金の製造方法 |
| US5028277A (en) * | 1989-03-02 | 1991-07-02 | Nippon Steel Corporation | Continuous thin sheet of TiAl intermetallic compound and process for producing same |
| JPH0741304B2 (ja) * | 1990-03-13 | 1995-05-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 高Ａ１含有Ｔｉ合金の熱間押出方法 |
| US5370839A (en) * | 1991-07-05 | 1994-12-06 | Nippon Steel Corporation | Tial-based intermetallic compound alloys having superplasticity |
| CN107675027B (zh) * | 2017-10-09 | 2019-08-30 | 安阳工学院 | 一种以Mo-Cr-O板状晶体为固体润滑相的TiAl基自润滑材料的制备方法 |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP5343985A patent/JPS61213361A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61213361A (ja) | 1986-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |