JP2003064434A - Ti BASED HEAT RESISTANT MATERIAL - Google Patents
Ti BASED HEAT RESISTANT MATERIALInfo
- Publication number
- JP2003064434A JP2003064434A JP2001250217A JP2001250217A JP2003064434A JP 2003064434 A JP2003064434 A JP 2003064434A JP 2001250217 A JP2001250217 A JP 2001250217A JP 2001250217 A JP2001250217 A JP 2001250217A JP 2003064434 A JP2003064434 A JP 2003064434A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- resistant material
- intermetallic compound
- based heat
- content
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は軽量および高強度で
あってかつ耐熱性に優れているＴｉ基耐熱材料に関し、
より詳しくは、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物を基地として含
む従来のＴｉ基耐熱材料よりも耐熱性に優れているＴｉ
基耐熱材料に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Ti-based heat-resistant material which is lightweight and has high strength and excellent heat resistance,
More specifically, Ti, which is superior in heat resistance to conventional Ti-based heat-resistant materials containing a Ti 3 Al intermetallic compound as a base,
Base heat resistant material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ニアα型Ｔｉ合金は、軽量かつ高強度で
あることから、自動車エンジン用吸排気バルブ，航空機
エンジン用コンプレッサーのディスクおよびブレード，
ならびにその他軽量かつ耐熱性の要求される各種構造部
材の材料として広く使用されている。2. Description of the Prior Art Near α type Ti alloys are lightweight and have high strength, and therefore, intake / exhaust valves for automobile engines, disks and blades for compressors for aircraft engines,
In addition, it is widely used as a material for various structural members that are required to have light weight and heat resistance.
【０００３】しかし、ニアα型Ｔｉ合金は耐用温度が５
００〜６００℃とされており、例えば自動車エンジンの
場合、使用温度が吸気バルブよりも上昇する排気バルブ
にそれを用いることは、温度環境が比較的緩やかである
大型車用の自動車エンジンの場合に限られている。この
ニアα型Ｔｉ合金よりも耐熱性に優れる材料としては、
耐用温度が８００〜９００℃と高い、ＴｉＡｌ金属間化
合物を基地とするＴｉ基耐熱材料が知られている。However, the near α type Ti alloy has a service temperature of 5
The temperature is set to 0 to 600 ° C. For example, in the case of an automobile engine, using it for an exhaust valve whose operating temperature rises higher than that of an intake valve is necessary in the case of an automobile engine for a large vehicle whose temperature environment is relatively gentle. limited. As a material having higher heat resistance than this near α-type Ti alloy,
A Ti-based heat resistant material based on a TiAl intermetallic compound having a high service temperature of 800 to 900 ° C. is known.
【０００４】しかしながら、この金属間化合物は室温で
脆いという問題がある。また、この金属間化合物は熱間
加工性に乏しく、これを用いて構造部材を製造するにあ
たっては、例えば熱間圧延の実施は困難で、鋳造法を採
用せざるを得ないため、製造された部材の品質安定性に
は難がある。かくして近年、ＴｉＡｌ金属間化合物にか
わって、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物を基地として含むＴｉ
基耐熱材料が耐熱材料として注目されている。However, there is a problem that this intermetallic compound is brittle at room temperature. Further, this intermetallic compound is poor in hot workability, and when manufacturing a structural member using this, it is difficult to carry out hot rolling, for example, and a casting method has to be adopted, so it was manufactured. There is a problem in the quality stability of the members. Thus, in recent years, Ti containing Ti 3 Al intermetallic compound as a base has replaced TiAl intermetallic compound.
Base heat resistant materials are drawing attention as heat resistant materials.
【０００５】このＴｉ3Ａｌ金属間化合物を基地として
含むＴｉ基耐熱材料の耐用温度は約８００℃であって、
ＴｉＡｌ金属間化合物のそれよりは若干低いものの、ニ
アα型Ｔｉ合金のそれに比較すれば格段に高く、またＴ
ｉＡｌ金属化合物では実際上不可能であった熱間加工を
行えるため、工業的に有用である（特開昭５６−２０１
３８号公報参照）。The Ti-base heat-resistant material containing this Ti 3 Al intermetallic compound as a base has a service temperature of about 800 ° C.
Although it is slightly lower than that of the TiAl intermetallic compound, it is significantly higher than that of the near α-type Ti alloy, and T
It is industrially useful because hot working, which is practically impossible with iAl metal compounds, can be performed (Japanese Patent Laid-Open No. 56-201).
No. 38).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】最近、耐熱材料に対す
る高温強度改善の要求は強まる一方である。そして、上
記したＴｉ3Ａｌ金属間化合物を基地として含むＴｉ基
耐熱材料についてもそのことは例外ではない。本発明
は、上記した要求に応えるべく、従来に比べて高温強度
および高温クリープ強度に優れているＴｉ3Ａｌ金属間
化合物を基地とするＴｉ基耐熱材料の提供を目的とす
る。Recently, demands for improving high temperature strength of heat resistant materials have been increasing. The same applies to the Ti-based heat-resistant material containing the Ti 3 Al intermetallic compound as a base. In order to meet the above-mentioned demands, the present invention aims to provide a Ti-based heat-resistant material based on a Ti 3 Al intermetallic compound, which is superior in high-temperature strength and high-temperature creep strength to the conventional ones.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、Ｎｂ：１６〜２１質量％，
Ａｌ：１０〜１６質量％，Ｖまたは／およびＭｏ：両者
の合量で２〜７質量％，Ｓｉ：０．０３〜１．０質量
％，ならびに残部がＴｉと不可避的不純物とから成るこ
とを特徴とするＴｉ基耐熱材料が提供される。In order to achieve the above object, in the present invention, Nb: 16 to 21% by mass,
Al: 10 to 16% by mass, V or / and Mo: 2 to 7% by mass in total of both, Si: 0.03 to 1.0% by mass, and the balance consisting of Ti and inevitable impurities. A featured Ti-based refractory material is provided.
【０００８】なお、上記Ｔｉ基耐熱材料は、Ｎｂの一部
が、Ｔａ：５質量％以下で置換され、ＮｂとＴａの合量
が１６〜２１質量％であってもよい。また、上記Ｔｉ基
耐熱材料においては、不可避的不純物として含まれるＣ
とＮとＯの合量が０．１０質量％以下であるものが好ま
しい。In the Ti-based heat-resistant material, part of Nb may be replaced by Ta: 5 mass% or less, and the total amount of Nb and Ta may be 16 to 21 mass%. Further, in the Ti-based heat-resistant material, C contained as an unavoidable impurity
The total content of N and O is preferably 0.10% by mass or less.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】本発明のＴｉ基耐熱材料は、Ｔｉ
3Ａｌ金属間化合物からなる基地の中に、Ｓｉが存在す
るように合金設計されたものである。高温クリープ強度
を改善するための一般的な手法の一つとして、粒界析出
物を基地内に生成せしめて粒界を強化することが挙げら
れる。しかしその場合、材料における粒界すべりが抑制
されることとなり、もともと常温延性がニアα型Ｔｉ合
金よりも乏しいＴｉ3Ａｌ金属間化合物は、粒界すべり
の抑制に伴う常温延性の低下により実用的な材料ではな
くなる虞がある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
3 Al alloy designed so that Si exists in the matrix composed of Al intermetallic compound. One of the general methods for improving the high temperature creep strength is to strengthen the grain boundaries by forming grain boundary precipitates in the matrix. However, in that case, the grain boundary slip in the material is suppressed, and the Ti 3 Al intermetallic compound, which originally has a lower room temperature ductility than the near α-type Ti alloy, is practically used because the room temperature ductility is reduced due to the suppression of the grain boundary slip. There is a possibility that it will not be a proper material.
【００１０】そこで本発明においては、Ｔｉ3Ａｌ金属
間化合物を基地とするＴｉ基耐熱材料の耐熱性の向上
を、基地内にＳｉを存在させることにより達成すること
を設計思想としている。Ｓｉは粒界においてＴｉ5Ｓｉ3
を生成する元素であるが、固溶状態でも粒界に偏析する
傾向にあり、粒界すべりを抑制するのと同時に、結晶粒
を微細化する効果もある。Therefore, in the present invention, the design concept is to improve the heat resistance of the Ti-base heat-resistant material based on the Ti 3 Al intermetallic compound by allowing Si to exist in the base. Si is Ti 5 Si 3 at the grain boundary.
Although it is an element that produces, there is a tendency to segregate at the grain boundaries even in the solid solution state, and it has the effect of suppressing grain boundary slip and at the same time making the crystal grains finer.
【００１１】すなわち、Ｓｉが含まれているＴｉ3Ａｌ
金属間化合物の場合、粒界強化により粒界すべりが抑制
されたとしても、一方では結晶粒が微細化することによ
り延性が改善し、粒界強化による材料の延性低下が補償
される。したがって、材料にＳｉを添加することによ
り、常温延性を保ちつつ、高温引張強度および高温クリ
ープ強度を向上することが可能となる。That is, Ti 3 Al containing Si
In the case of the intermetallic compound, even if the grain boundary slip is suppressed by the grain boundary strengthening, on the other hand, the ductility is improved due to the refinement of the crystal grains, and the decrease in the ductility of the material due to the grain boundary strengthening is compensated. Therefore, by adding Si to the material, it becomes possible to improve the high temperature tensile strength and the high temperature creep strength while maintaining the room temperature ductility.
【００１２】本発明のＴｉ基耐熱材料は、以上の設計思
想に基づいて開発されたものであるが、その場合、基地
としてのＴｉ3Ａｌ金属化合物と、その基地内に存在す
るＳｉとの共存状態を考慮して、その組成は以下のよう
に設定される。
Ａｌ：１０〜１６質量％
Ａｌは、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物を基地として生成させ
るために必要な成分であって、その含有率が１０質量％
未満では、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物の生成量が少なくな
り、ニアα型Ｔｉ合金の材料に占める割合が大きくなる
ので高温強度が低下する。また、その含有率が１６質量
％を超えるとＴｉＡｌ金属間化合物の生成量が多くな
り、熱間加工性が低下するため、Ａｌの含有率は１０〜
１６質量％とする。Ａｌの好ましい含有率は、１２．０
〜１５．０質量％である。The Ti-based heat-resistant material of the present invention was developed on the basis of the above design concept. In this case, a Ti 3 Al metal compound as a base and Si existing in the base coexist. The composition is set as follows in consideration of the condition. Al: 10 to 16 mass% Al is a component necessary to generate a Ti 3 Al intermetallic compound as a base, and its content is 10 mass%.
When the amount is less than the above, the amount of Ti 3 Al intermetallic compound produced is small and the proportion of the near α-type Ti alloy in the material is large, so that the high temperature strength is lowered. Further, when the content exceeds 16 mass%, the amount of TiAl intermetallic compound produced increases and the hot workability decreases, so the content of Al is 10 to 10.
16% by mass. The preferable content rate of Al is 12.0.
˜15.0% by mass.
【００１３】Ｓｉ：０．０３〜１．０質量％
Ｓｉは、高温強度および高温クリープ強度といった耐熱
性を改善するために添加される成分であるが、結晶粒を
微細化する効果もあり、延性の改善にも寄与する成分で
ある。その含有率が０．０３質量％未満では、耐熱性お
よび延性の改善効果を充分に得られず、また１．０質量
％を超えるとそれらの効果が飽和するうえに、Ｔｉ5Ｓ
ｉ3金属間化合物を生成するようになり、かえって耐熱
性を劣化させる。よって、Ｓｉの含有率は０．０３〜
１．０質量％とする。Ｓｉの好ましい含有率は、０．０
５〜０．５質量％である。Si: 0.03 to 1.0% by mass Si is a component added to improve heat resistance such as high temperature strength and high temperature creep strength, but it also has an effect of refining crystal grains and has ductility. It is a component that also contributes to the improvement of. If the content is less than 0.03% by mass, the effect of improving heat resistance and ductility cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 1.0% by mass, the effects are saturated and Ti 5 S
i 3 intermetallic compounds are generated, which rather deteriorates heat resistance. Therefore, the Si content is 0.03 to
It is set to 1.0% by mass. The preferable content rate of Si is 0.0
It is 5 to 0.5 mass%.
【００１４】Ｎｂ：１６〜２１質量％
Ｎｂは、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物の高温相であるβ相を
安定化させ、材料の熱間加工性を確保するために添加す
る成分である。その含有率が１６質量％未満であると、
上記した効果を十分に得ることができず、また２１質量
％を超えると相対的にＴｉ3Ａｌ金属間化合物の生成量
が減少して高温強度が低下するので、Ｎｂの含有率は１
６〜２１質量％とする。Ｎｂの好ましい含有率は、１
７．０〜２０．０質量％である。Nb: 16 to 21% by mass Nb is a component added to stabilize the high temperature β phase of the Ti 3 Al intermetallic compound and to secure the hot workability of the material. When the content rate is less than 16% by mass,
The above-mentioned effect cannot be sufficiently obtained, and when it exceeds 21% by mass, the amount of Ti 3 Al intermetallic compound is relatively reduced and the high temperature strength is lowered, so that the Nb content is 1%.
6 to 21% by mass. The preferred Nb content is 1
It is 7.0 to 20.0 mass%.
【００１５】Ｖまたは／およびＭｏ：両者の合量で２〜
７質量％
ＶとＭｏは、いずれか一方または両方が添加される。Ｖ
とＭｏは、それぞれＴｉ3Ａｌ金属間化合物の高温相で
あるβ相を安定化させ、材料の熱間加工性を確保するた
めに添加する成分であると同時に、高温クリープ強度を
高めるために添加する成分である。ＶおよびＭｏの合量
が２質量％以下であると、上記した効果を充分に得るこ
とができず、また７質量％を超えると相対的にＴｉ3Ａ
ｌ金属間化合物の生成量が減少して高温強度の低下を招
くので、ＶおよびＭｏの合量は２〜７質量％とする。好
ましいＶおよびＭｏの合量は、２．０〜５．０質量％で
ある。V or / and Mo: 2 to 2 in total amount of both
Either 7 or 7% by mass of V and Mo is added. V
And Mo are components added to stabilize the high temperature β phase of the Ti 3 Al intermetallic compound and to secure the hot workability of the material, and at the same time, are added to increase the high temperature creep strength. It is the ingredient to do. If the total amount of V and Mo is 2% by mass or less, the above-mentioned effects cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 7% by mass, Ti 3 A is relatively produced.
Since the amount of 1-intermetallic compound produced is reduced and the high temperature strength is reduced, the total amount of V and Mo is set to 2 to 7 mass%. The preferable total amount of V and Mo is 2.0 to 5.0 mass%.
【００１６】本発明のＴｉ基耐熱材料は、上記成分に加
えて更にＴａを含有せしめてもよい。その場合の含有率
は以下のように設定されることが好ましい。
Ｔａ：５質量％以下、かつＮｂとＴａの合量で１６〜２
１質量％
本発明のＴｉ基耐熱材料において、Ｔａは、Ｎｂの一部
を置換することが可能であって、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合
物の高温相であるβ相を安定化させ、材料の熱間加工性
を確保するために添加する成分である。しかし、その含
有率が５質量％を超えると、Ｔａは重元素であるため、
材料の比重増加および製造時の重量偏析が発生するの
で、Ｔａの含有率は５質量％以下とする。そしてその場
合、ＴａはＮｂの一部を置換する元素なので、ＮｂとＴ
ａの合量は、Ｔａを添加しない場合のＮｂの含有率の範
囲、すなわち１６〜２１質量％とする。なお、Ｔａの好
ましい含有率は０．３〜３．５質量％である。The Ti-based heat-resistant material of the present invention may further contain Ta in addition to the above components. In that case, the content rate is preferably set as follows. Ta: 5 mass% or less, and 16 to 2 in the total amount of Nb and Ta
1% by mass In the Ti-based heat-resistant material of the present invention, Ta can replace a part of Nb, stabilize the β phase which is a high temperature phase of the Ti 3 Al intermetallic compound, and heat the material. It is a component added to ensure inter-workability. However, if its content exceeds 5 mass%, Ta is a heavy element,
Since the specific gravity of the material increases and weight segregation occurs during manufacturing, the Ta content is 5% by mass or less. In that case, Ta is an element that replaces a part of Nb, so Nb and T
The total amount of a is in the range of the Nb content when Ta is not added, that is, 16 to 21% by mass. In addition, the preferable content rate of Ta is 0.3 to 3.5 mass%.
【００１７】また本発明のＴｉ基耐熱材料においては、
不可避的不純物として含まれるＣとＮとＯのそれぞれの
含有率の和が以下のように規制されていることが好まし
い。
ＣとＮとＯ：ＣとＮとＯの合量で０．１０質量％以下
不可避的不純物として含まれるＣとＮとＯは、それぞれ
がＴｉ3Ａｌ金属間化合物のとりわけ低温における靭性
を劣化させるので、ＣとＮとＯの合量は０．１０質量％
以下に規制される。具体的には、これら成分の含有率の
規制は、配合原料、例えばスポンジＴｉの選定よって行
うことができる。Further, in the Ti-based heat-resistant material of the present invention,
It is preferable that the sum of the content rates of C, N, and O contained as unavoidable impurities is regulated as follows. C, N and O: The total amount of C, N and O is 0.10% by mass or less. C, N and O contained as unavoidable impurities respectively deteriorate the toughness of the Ti 3 Al intermetallic compound, especially at low temperatures. Therefore, the total amount of C, N and O is 0.10% by mass.
It is regulated below. Specifically, the content ratios of these components can be regulated by selecting blended raw materials, for example, sponge Ti.
【００１８】なお、ＣとＮとＯは不可避的不純物である
が、これらのうちのいずれか１種または２種以上を材料
中から除去することが可能であるならば、当該除去可能
な元素を除去しても構わないのはもちろんのことであ
る。Although C, N and O are unavoidable impurities, if it is possible to remove any one or more of them from the material, the removable element is Of course, you can remove it.
【００１９】[0019]
【実施例】実施例１〜９，比較例１，２
レビテーション炉により表１に示す化学成分を有するＴ
ｉ合金のインゴットを溶製した。各インゴットを温度１
２００℃で熱間鍛造して直径２０ｍｍの丸棒とし、この
丸棒に温度１０００℃で２時間の焼鈍処理を施してから
空冷した後、引張試験片（平行部直径６．２５ｍｍ，標
点間距離２５ｍｍ）を各３本切削加工して常温および８
５０℃における引張特性試験を行った。EXAMPLES Examples 1-9, Comparative Examples 1, 2 T having the chemical composition shown in Table 1 by a levitation furnace
An i alloy ingot was melted. Temperature 1 for each ingot
After hot forging at 200 ° C to make a round bar with a diameter of 20 mm, this round bar was annealed at a temperature of 1000 ° C for 2 hours and then air-cooled, and then a tensile test piece (parallel part diameter 6.25 mm, between gauges) Distance of 25 mm) is cut into 3 pieces each at room temperature and 8
A tensile property test at 50 ° C. was performed.
【００２０】また、各試験材につき、研磨とエッチング
を行った後に、金属顕微鏡で基地の組織を観察した。以
上の試験結果をまとめて表１に示す。なお、表中の引張
り強さおよび伸びの値は平均値である。この表から、以
下のことが明らかである。After polishing and etching each test material, the structure of the matrix was observed with a metallurgical microscope. The above test results are summarized in Table 1. The values of tensile strength and elongation in the table are average values. From this table it is clear that:
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】１）Ｎｂを含有しない従来のニアα型Ｔｉ
合金を基地とする、６２４２Ｓ−Ｔｉ合金である比較例
１は、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物を基地として含む実施例
１〜９と比較して、８５０℃における引張り強さが極め
て劣っている
２）実質的にＳｉを含有しない点以外は実施例１に類似
した化学成分組成を有している比較例２は、実施例１〜
９と比較して、常温および８５０℃における引張り強さ
および伸びがともに劣っている。
３）Ｎｂの一部をＴａで置換した実施例４〜６は実施例
１〜３と比較して、常温および高温において同等の引張
特性を示している。
４）ＯとＮとＣの合量が０．１０質量％以下に規制され
ている実施例７〜９は、実施例１〜６と比較し、とりわ
け常温での伸びが優れている。1) Conventional near α-type Ti containing no Nb
Comparative Example 1, which is a 6242S-Ti alloy having an alloy base, is extremely inferior in tensile strength at 850 ° C. as compared with Examples 1 to 9 which include a Ti 3 Al intermetallic compound as a base 2). Comparative Example 2, which has a chemical composition similar to that of Example 1 except that it does not substantially contain Si, is the same as Example 1
Compared with No. 9, both tensile strength and elongation at room temperature and 850 ° C. are inferior. 3) Examples 4 to 6 in which a part of Nb is replaced by Ta show equivalent tensile properties at room temperature and high temperature as compared with Examples 1 to 3. 4) Compared with Examples 1 to 6, Examples 7 to 9 in which the total amount of O, N and C is regulated to 0.10 mass% or less are particularly excellent in elongation at room temperature.
【００２３】実施例１０〜１３，比較例３，４
Ｓｉの含有率のみを変化させ、Ｔｉを除く他の成分は同
一量にした状態で各成分を同一プラズマ溶解炉（ＰＰ
Ｃ）で溶解した後、更に真空アーク溶解炉（ＶＡＲ）に
て溶解して、化学成分組成：
Ｔｉ−１８．６％Ｎｂ−１４．２％Ａｌ−３．０％Ｖ−
１．８％Ｍｏ−ｘ％Ｓｉ−０．０５％Ｏ−０．０１％Ｃ
−０．０１％Ｎ
（ただし、ｘ：０．０１，０．１０，０．１８，０．３
２，０．７０，１．５１である。）を有する重量１００
ｋｇ，直径２４０ｍｍのインゴットを６種類溶製した。
このインゴットを温度１２００℃における熱間鍛造によ
り直径８０ｍｍのビレットとした上で皮削り手入れを施
し、その後に直径１９ｍｍの丸棒となるまで温度１２０
０℃で熱間圧延した。そして、この丸棒に温度１０００
℃で２時間の焼鈍処理を施して空冷した後、回転曲げ疲
れ試験片とクリープ破断試験片を機械加工し、常温と８
５０℃における１０7回回転曲げ疲れ限度と７３０〜８
５０℃におけるクリープ破断特性を測定した。Examples 10 to 13 and Comparative Examples 3 and 4 In the same plasma melting furnace (PP), only the Si content was changed and the other components except Ti were kept in the same amount.
After melting in C), it is further melted in a vacuum arc melting furnace (VAR), and chemical composition: Ti-18.6% Nb-14.2% Al-3.0% V-
1.8% Mo-x% Si-0.05% O-0.01% C
-0.01% N (however, x: 0.01, 0.10, 0.18, 0.3
2, 0.70 and 1.51. ) Having a weight of 100
Six types of ingots having a weight of 240 kg and a diameter of 240 mm were melted.
This ingot was hot-forged at a temperature of 1200 ° C. to form a billet having a diameter of 80 mm, which was then cut and cared for.
It was hot rolled at 0 ° C. And the temperature of this round bar is 1000
After annealing for 2 hours at ℃ and air cooling, the rotating bending fatigue test piece and creep rupture test piece were machined and
Bending fatigue limit of 10 7 times at 50 ° C and 730-8
The creep rupture property at 50 ° C. was measured.
【００２４】なお、回転曲げ疲れ試験片は平行部直径８
ｍｍ，平行部長さ２２ｍｍ、クレープ破断試験片は平行
部直径６ｍｍとした。この測定結果を図１，２に示す。
なお、図２のクリープ破断特性の横軸は、次式：
ＬＰ＝（Ｔ＋２７３）（２０＋ｌｏｇ（ｔ））
（ただし、Ｔ：試験温度（℃），ｔ：クリープ破断時間
（ｈ）である）で表されるＬＰ（Ｌａｒｓｏｎ−Ｍｉｌ
ｌｅｒパラメータ）値を１０００で除した値である。The rotary bending fatigue test piece had a diameter of parallel portion of 8
mm, the parallel portion length was 22 mm, and the crepe breaking test piece had a parallel portion diameter of 6 mm. The measurement results are shown in FIGS.
The horizontal axis of the creep rupture characteristics in FIG. 2 is the following expression: LP = (T + 273) (20 + log (t)) (where T is the test temperature (° C.) and t is the creep rupture time (h)). Represented LP (Larson-Mil
It is a value obtained by dividing the (ler parameter) value by 1000.
【００２５】これらの結果より、以下のことが明らかで
ある。５）図１に示したように、実施例１０〜１３は、
Ｓｉ含有量が少ない比較例３と比較して、常温および８
５０℃における回転曲げ疲れ限度が向上している。とり
わけ、８５０℃という高温において１０％前後向上して
おり、このことは、耐熱材料としてみたときに非常に有
用である。６）図２に示したように、実施例１０〜１３
におけるＬＰ値と応力の関係を近似的に表した実線と、
Ｓｉ含有量が少ない比較例３またはＳｉ含有量が多い比
較例４のそれとを比較した場合、実施例の実線の方が比
較例の破線よりも上方に位置しており、実施例の方が比
較例よりもクリープ破断特性が優れている。よって、例
えば同じ応力下ならば、実施例の方が比較例よりもクリ
ープ破断するまでの時間は長く、実施例の方が耐熱材料
として有用であることは明らかである。From these results, the following is clear. 5) As shown in FIG.
Compared with Comparative Example 3 in which the Si content is low, room temperature and 8
The rotary bending fatigue limit at 50 ° C is improved. Especially, at a high temperature of 850 ° C., it is improved by about 10%, which is very useful as a heat resistant material. 6) As shown in FIG.
A solid line that approximately represents the relationship between the LP value and the stress at
When compared with Comparative Example 3 having a low Si content or Comparative Example 4 having a high Si content, the solid line of the example is located above the broken line of the comparative example, and the example is compared. Better creep rupture properties than the examples. Therefore, for example, under the same stress, the time required for creep rupture in the example is longer than that in the comparative example, and it is clear that the example is more useful as a heat-resistant material.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
Ｔｉ基耐熱合金は化学成分が限定された上でＳｉを適量
含有していることにより、高温強度および高温クリープ
強度が改善し、さらには、常温および高温における引張
り特性および疲れ限度も改善している。As is apparent from the above description, the Ti-based heat-resistant alloy of the present invention has a limited chemical composition and contains an appropriate amount of Si, whereby the high temperature strength and high temperature creep strength are improved, Furthermore, the tensile properties and fatigue limit at room temperature and high temperature are also improved.
【００２７】そして、本発明のＴｉ基耐熱合金において
は、Ｎｂの一部をＴａで置換してもよく、また不可避的
不純物として含まれるＣとＮとＯの総量を規制すること
により、とりわけ常温における伸びを改善することがで
きる。In the Ti-base heat-resistant alloy of the present invention, part of Nb may be replaced by Ta, and the total amount of C, N, and O contained as unavoidable impurities is regulated so that the temperature is particularly high at room temperature. Can improve the elongation at.
【図１】実施例と比較例における疲れ限度特性を示すグ
ラフである。FIG. 1 is a graph showing fatigue limit characteristics in Examples and Comparative Examples.
【図２】実施例と比較例における高温クリープ破断特性
を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing high temperature creep rupture characteristics in Examples and Comparative Examples.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡部 道生 愛知県名古屋市南区大同町二丁目30番地 大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Michio Okabe 2-30, Daido-cho, Minami-ku, Nagoya-shi, Aichi Daido Steel Co., Ltd. Technology Development Laboratory
Claims (3)
１６質量％，Ｖまたは／およびＭｏ：両者の合量で２〜
７質量％，Ｓｉ：０．０３〜１．０質量％，ならびに残
部がＴｉと不可避的不純物とから成ることを特徴とする
Ｔｉ基耐熱材料。1. Nb: 16 to 21 mass%, Al: 10
16% by mass, V or / and Mo: 2 to the total amount of both
7 mass%, Si: 0.03 to 1.0 mass%, and the balance consisting of Ti and inevitable impurities, a Ti-based heat-resistant material.
され、ＮｂとＴａの合量が１６〜２１質量％である請求
項１のＴｉ基耐熱材料。2. The Ti-based heat-resistant material according to claim 1, wherein a part of Nb is replaced by Ta: 5 mass% or less, and the total amount of Nb and Ta is 16 to 21 mass%.
ＮとＯの合量が０．１０質量％以下である請求項１また
は２のＴｉ基耐熱材料。3. The Ti-based heat-resistant material according to claim 1, wherein the total amount of C, N and O contained as unavoidable impurities is 0.10 mass% or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001250217A JP2003064434A (en) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | Ti BASED HEAT RESISTANT MATERIAL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001250217A JP2003064434A (en) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | Ti BASED HEAT RESISTANT MATERIAL |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003064434A true JP2003064434A (en) | 2003-03-05 |
Family
ID=19079090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001250217A Pending JP2003064434A (en) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | Ti BASED HEAT RESISTANT MATERIAL |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003064434A (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5620138A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-25 | United Technologies Corp | Titaniummaluminium alloy |
| JPH02274829A (en) * | 1989-04-14 | 1990-11-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Intermetallic compound ti3al-base lightweight heat-resistance alloy |
| JPH05186842A (en) * | 1991-07-05 | 1993-07-27 | Nippon Steel Corp | Formed product of tial-based intermetallic compound having high strength and its production |
| JPH0649568A (en) * | 1992-05-08 | 1994-02-22 | Abb Patent Gmbh | Material resistant to high temperature creep |
| JPH1121642A (en) * | 1997-03-05 | 1999-01-26 | Office Natl Etud Rech Aerospat <Onera> | Titanium aluminide usable at high temperature |
-
2001
- 2001-08-21 JP JP2001250217A patent/JP2003064434A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5620138A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-25 | United Technologies Corp | Titaniummaluminium alloy |
| JPH02274829A (en) * | 1989-04-14 | 1990-11-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Intermetallic compound ti3al-base lightweight heat-resistance alloy |
| JPH05186842A (en) * | 1991-07-05 | 1993-07-27 | Nippon Steel Corp | Formed product of tial-based intermetallic compound having high strength and its production |
| JPH0649568A (en) * | 1992-05-08 | 1994-02-22 | Abb Patent Gmbh | Material resistant to high temperature creep |
| JPH1121642A (en) * | 1997-03-05 | 1999-01-26 | Office Natl Etud Rech Aerospat <Onera> | Titanium aluminide usable at high temperature |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5582532B2 (en) | Co-based alloy | |
| JP3959766B2 (en) | Treatment method of Ti alloy with excellent heat resistance | |
| JP5270123B2 (en) | Nitride reinforced cobalt-chromium-iron-nickel alloy | |
| JP3049767B2 (en) | Ti alloy with excellent heat resistance | |
| JP4277113B2 (en) | Ni-base alloy for heat-resistant springs | |
| JP3753143B2 (en) | Ni-based super heat-resistant cast alloy and turbine wheel using the same | |
| JP4493028B2 (en) | Α-β type titanium alloy with excellent machinability and hot workability | |
| US11718897B2 (en) | Precipitation hardenable cobalt-nickel base superalloy and article made therefrom | |
| JPWO2006059805A1 (en) | Heat resistant superalloy | |
| JP2004010963A (en) | HIGH STRENGTH Ti ALLOY AND ITS PRODUCTION METHOD | |
| JP3308090B2 (en) | Fe-based super heat-resistant alloy | |
| JP3076696B2 (en) | α + β type titanium alloy | |
| JPH1112674A (en) | Aluminum alloy for internal combustion engine piston, and piston made of aluminum alloy | |
| JPH09165634A (en) | Heat resistant titanium alloy | |
| JP2008184665A (en) | TiAl ALLOY SUPERIOR IN HIGH-TEMPERATURE CREEP CHARACTERISTICS AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR | |
| JP2004256840A (en) | COMPOSITE REINFORCED TYPE Ni BASED SUPERALLOY, AND PRODUCTION METHOD THEREFOR | |
| JPH0578769A (en) | Heat resistant alloy on intermetallic | |
| JP2010053419A (en) | Titanium alloy for heat resistant member having excellent creep resistance and high temperature fatigue strength | |
| JP2003138334A (en) | Ni-BASED ALLOY HAVING EXCELLENT HIGH TEMPERATURE OXIDATION RESISTANCE AND HIGH TEMPERATURE DUCTILITY | |
| EP0962542A1 (en) | Stable heat treatable nickel superalloy single crystal articles and compositions | |
| JPH06287667A (en) | Heat resistant cast co-base alloy | |
| JP2002294374A (en) | Ni BASED CAST HEAT RESISTANT SUPERALLOY AND TURBINE WHEEL MADE OF THE Ni BASED SUPERALLOY | |
| JP2003064434A (en) | Ti BASED HEAT RESISTANT MATERIAL | |
| JPH083665A (en) | Nickel-base superalloy for die excellent in oxidation resistance and high temperature strength | |
| JP6769341B2 (en) | Ni-based superalloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080626 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110106 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110202 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110831 |