JP2003201530A - 熱間加工性に優れた高強度チタン合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度チタン合金として汎用されているＴｉ
−６Ａｌ−４Ｖ合金に匹敵し、或いはこれを上回る常温
強度を有すると共に、熱間鍛造やその後の２次加工を含
めた熱間加工性に優れ、所望形状に低コストで効率よく
熱間加工を行うことのできるチタン合金を提供するこ
と。 【解決手段】 ７００℃で焼鈍した後の室温（２５℃）
での引張強さが８９５ＭＰａ以上で、８５０℃での高速
引張りにおける変形抵抗が２００ＭＰａ以下であり、且
つ上記引張強さと変形抵抗との比が９以上である高強度
で熱間加工性に優れたチタン合金を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実用温度域で高強
度を示すと共に高温時の変形抵抗が小さくて熱間加工性
に優れたチタン合金に関し、このチタン合金は、高強度
と優れた熱間加工性を活かして、例えば航空機分野、自
動車分野、船舶分野などに幅広く利用できる。

【０００２】

【従来の技術】Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金に代表されるα
−β型チタン合金は、軽量且つ高強度で優れた耐食性を
有していることから、航空機や自動車、船舶分野などを
始めとする様々の分野で、鉄鋼材料に代わる構造材や外
板材等としての実用化が積極的に進められている。

【０００３】ところが、高強度のチタン合金はα−β温
度域、即ち熱間加工温度域での変形抵抗が大きくて鍛造
加工性や２次加工性が悪いため、汎用化を進める上で大
きな障害となっている。そのため、熱間加工時の加工回
数と加熱回数を増やし、製品歩留まりを犠牲にして充分
な余肉をつけた状態で熱間加工を行っているのが実情で
あり、熱間プレス加工を行うにしても、適用可能なプレ
ス能力の限界サイズに甘んじている。また棒状や線状に
熱間圧延する場合でも、高速圧延を採用すると大きな変
形抵抗に起因して大きな加工発熱を生じ組織不良を招く
ので低速で圧延せざるを得ず、生産性を高める上で大き
な障害となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
事情に着目してなされたものであって、その目的は、高
強度チタン合金として現在最も広範に利用されているＴ
ｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金に匹敵し、或いはこれを上回る常
温強度を有すると共に、熱間鍛造やその後の２次加工を
含めた熱間加工性に優れ、所望形状に低コストで効率よ
く熱間加工することのできるチタン合金を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を達成するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係るチタン合金とは、７００℃で焼鈍
した後の室温（２５℃）での引張強さと、８５０℃での
高速引張りにおける変形抵抗との比が９以上であり、高
い常温強度を有すると共に卓越した熱間加工性を有する
高強度チタン合金である。

【０００６】本発明にかかる高強度チタン合金のより好
ましい特性は、７００℃焼鈍後の室温（２５℃）での引
張強さで８９５ＭＰａ以上の高強度を有し、且つ、８５
０℃での高速引張りにおける変形抵抗は２００ＭＰａ以
下の低い値を示し、或いは更に、７００℃で焼鈍した後
の５００℃での引張強さが、室温（２５℃）での引張強
さの４５％以上で、実用温度域では充分な耐熱強度を有
しているものであり、こうした特性は、従来の高強度チ
タン合金に見られない特異な特性である。

【０００７】本発明の上記チタン合金において更に好ま
しい態様は、α−β型に属し、β変態点が８５０℃超で
あるチタン合金であり、β変態点を８５０℃超とするこ
とにより、チタン合金本来の温度と鍛造性の観点から如
何なる組成であっても、換言すれば純チタンであっても
熱間鍛造が難しくなる８００℃以下での加工を避けるこ
とができ、顕著な加工割れなどを起こすことがなくなる
ので好ましい。

【０００８】また、上記特性を発揮する本発明の高強度
チタン合金を成分組成の観点からみると、好ましいの
は、α安定化元素としてＡｌを３〜７質量％、Ｃを０．
０８〜０．２５質量％含有し、且つβ安定化元素を、下
記式で示されるＭｏ当量で３．０〜１０質量％含有する
ものである。 Mo当量＝Mo(mass％)+(1/1.5)V(mass%)+1.25Cr(mass%)+
2.5Fe(mass%)

【０００９】より具体的には、α安定化元素としてＡｌ
を３〜７質量％、Ｃを０．０８〜０．２５％含み、β安
定化元素として上記Ｍｏ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅよりなる群か
ら選択される少なくとも１種、より好ましくはこれらの
うちＣｒとＦｅを、上記Ｍｏ当量で３．５〜８．０質量
％含有するものである。

【００１０】また、更に他の元素として、Ｓｎ：１〜５
質量％、Ｚｒ：１〜５質量％、Ｓｉ：０．２〜０．８質
量％よりなる群から選択される少なくとも１種の元素を
含むチタン合金も好ましいものとして推奨される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明者らは、先に指摘した様な
従来技術の問題点に鑑み、現在、高強度チタン合金とし
て最も広範に利用されているＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金に
匹敵し、或いはこれを上回る常温強度を有すると共に、
通常の上限使用温度域である約５００℃付近でも充分な
強度を確保しつつ、通常のα−β型チタン合金では熱間
加工性が難しくなる８００℃前後以上の高温での変形抵
抗を下げることで熱間加工性を改善し、強度と熱間加工
性の共に優れたチタン合金を開発すべく、特にチタン合
金組成を中心にして研究を進めてきた。

【００１２】その結果、後述する如く合金元素の種類や
含有率をうまく調整してやれば、常温〜約５００℃程度
の実用温度域ではＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金に匹敵し、或
いはこれを上回る強度を有しつつ、卓越した熱間加工性
を有するチタン合金が得られることを知り、上記本発明
に想到したものである。

【００１３】こうした高強度と優れた熱間加工性を兼ね
備えたチタン合金は、後述する如く主として合金元素の
種類と量を適切に選択・制御することによって得ること
ができるが、現存するチタン合金には見られない本発明
チタン合金の特殊性は、常温強度と高温条件下での高速
引張りにおける変形抵抗との比に現れる。即ち本発明の
チタン合金は、当該合金を７００℃で２時間加熱焼鈍し
たのち自然放冷したものの室温（２５℃）での引張強度
（ＡＳＴＭ Ｅ８に準拠して求められる値）Ａと、当該
チタン合金を８５０℃×５分間大気雰囲気下で加熱し、
その直後に歪速度１００／ｓｅｃで高速引張試験を行っ
た時の変形抵抗（引張試験片の平行部長さが均一に変形
すると仮定して、歪速度１００／ｓｅｃでの高速引張試
験における最大荷重を、引張試験前の平行部の面積で除
した値）Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が９以上を示すところに特
徴を有している。

【００１４】ちなみに図１は、後記実験例で得た本発明
のチタン合金、と、従来の代表的な高強度チタン合
金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金（従来合金）および
ＪＩＳ２種チタン（純チタン）について、試験温度と
引張強さおよび高速引張り時の変形抵抗の関係を示した
グラフである。尚、常温(２５℃)から５００℃までの間
の引張強さはＡＳＴＭ Ｅ８に準拠して求め、７００℃
から９５０℃までの変形抵抗値は、歪速度１００／ｓｅ
ｃでの高速引張試験によって求めた値を示している。

【００１５】この図からも明らかな様に、本発明のチタ
ン合金、と従来合金や純チタンは、何れも試験
温度が高くなるにつれて強度（変形抵抗）が低下してい
くことに変わりはない。また、常温から約５００℃程度
までの温度域（即ち、実際の使用温度域）における強度
低下傾向は、代表的な高強度チタン合金であるＴｉ−６
Ａｌ−４Ｖからなる従来合金と本発明に係るチタン合
金、の間で大きな違いは見られない。

【００１６】ところが、熱間加工温度域、殊に８００〜
９５０℃のα−β温度域における変形抵抗を比較する
と、従来合金はかなり高い強度（変形抵抗）を維持し
ているのに対し、本発明チタン合金、の強度（変形
抵抗）は極端に低くなっている。このことから、本発明
のチタン合金は、常温から約５００℃程度までの実用温
度域では高強度を示し、且つ熱間加工温度域では強度が
著しく低下し変形抵抗の大幅低下により優れた熱間加工
性を示すことが分る。

【００１７】本発明では、こうした常温強度〜５００℃
程度までの高温強度に優れ、且つ熱間加工温度域での低
い変形抵抗（即ち、優れた熱間加工性）を、現存するチ
タン合金に見られない特性として定量化するため、例え
ば後記表１〜３に示す如く実際の測定値を基に、［７０
０℃で２時間加熱焼鈍したのち自然放冷したものの室温
（２５℃）での引張強度］Ａと、［８５０℃×５分間大
気雰囲気で加熱しその直後に歪速度１００／ｓｅｃで高
速引張試験を行った時の変形抵抗］Ｂとの比で、「Ａ／
Ｂ≧９以上」であるものと定めた。本発明においてより
好ましいのは、Ａ／Ｂが１０以上、更に好ましくは１２
以上のものである。

【００１８】ちなみに、α−β型の代表的な高強度チタ
ン合金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金（従来合金）の
上記測定法によって求められるＡ／Ｂの値は、表３から
も明らかな如く［９９４／３１９＝３．１］であり、本
発明で規定する上記「Ａ／Ｂ≧９」の要件を大幅に下回
っている。なお図１や表１〜３には、参考のため従来の
チタン合金に比べて熱間加工の容易なＪＩＳ２種純チタ
ンの特性も併記した。

【００１９】即ち本発明の高強度チタン合金は、既存の
チタン合金に対し、上記「Ａ／Ｂ≧９」という強度特性
によって特徴付けられ、公知のチタン合金とは明確に区
別される新規な高強度チタン合金である。更に本発明の
高強度チタン合金は、その優れた強度特性や熱間加工
性、或いは更に熱間加工時の組織制御の安定性等を考慮
すると、上記「Ａ／Ｂ≧９」という強度特性に加えて、
下記特性を有するものが好ましい。

【００２０】７００℃で焼鈍した後の室温（２５℃）
での引張強さが８９５ＭＰａ以上であること。この特性
は、高強度チタン合金としての位置付けをより明確にす
る上で望ましい特性であり、前述した既存の代表的な高
強度チタン合金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金のＡＳＴ
Ｍ規格で定められる強度の下限値が８９５ＭＰａである
ことから、この既存合金に匹敵する特性を満たす条件と
して定めた。ちなみに、後記実施例として挙げた本発明
に係る高強度チタン合金の常温強度は、通常のＴｉ−６
Ａｌ−４Ｖ焼鈍材と同等の１０００ＭＰａ前後の値を示
している。

【００２１】８５０℃での高速引張りにおける変形抵
抗が２００ＭＰａ以下であること。この特性は、既存の
高強度チタン合金には見られない卓越した熱間加工性を
より具体的に数値化した値である。通常の鍛造温度を想
定し、該温度条件下で充分に変形抵抗が小さく安定して
優れた加工性を保障するには、上記温度条件下での変形
抵抗が２００ＭＰａ以下、より好ましくは１５０ＭＰａ
以下、更に好ましくは１００ＭＰａ以下であることが望
ましい。ちなみに、後記実施例に示した本発明合金の該
変形抵抗値は何れも１００ＭＰａ以下である。

【００２２】７００℃で焼鈍した後の５００℃での引
張強さが、室温（２５℃）での引張強さの４５％以上で
あること。この強度特性は、本発明合金を実用化する際
に曝される高温条件下での強度保持性、即ち実用上の耐
熱特性を表す指標として定めたもので、常温強度に対し
５００℃レベルの高温条件下でも強度の低下が少なく、
耐熱強度特性に優れたものであることを表している。よ
り高レベルの耐熱強度特性を確保するには、５０％以
上、更に好ましくは５５％以上を維持することが望まし
い。ちなみに、後記実施例に挙げた本発明合金、は
何れも５５％以上を有している。

【００２３】β変態点が８５０℃超であること。この
変態点は、熱間加工途上で被加工材が降温した場合で
も、熱間加工を安定して継続可能にするための特性とし
て定めたもので、最低でも８５０℃以上の加熱温度を確
保して熱間加工を行うには、β変態点が８５０℃超、よ
り好ましくは９００℃以上であることが望ましい。ちな
みにβ変態点が８５０℃以下のものでは、等軸組織を得
るのに加熱温度を８５０℃（β変態点）以下の比較的低
温にしなければならず、如何なる組織であれ鍛造性が著
しく劣化し、鍛造時に割れなどを引き起こし易くなる。

【００２４】α−β型であること。本発明のチタン合
金は、強度−延性バランスと耐熱性を良好なものとする
ための要件として、α−β型に属するものであることが
望ましい。しかして、α型チタン合金となる組成では熱
間変形抵抗が大きくなり易く、またβ型チタン合金とな
る組成では耐熱性に劣るものとなり易く、何れも本発明
で意図する高強度・高加工性チタン合金としての要求特
性になじみ難いものとなる。

【００２５】上記強度特性を示す高強度チタン合金の製
法は特に制限されないが、本発明者らが実験により確認
したところでは合金元素の種類と含有量が重要になると
思われる。現時点で具体的な合金元素の種類や含有量を
特定することはできないが、以下に示す成分組成の要件
を満たすチタン合金は、本発明で定める前記強度特性を
満たす高性能のものになることを確認している。

【００２６】即ち、本発明にかかるチタン合金の好まし
い成分組成は、α安定化元素としてＡｌを３〜７質量％
（より好ましくは３．５〜５．５質量％）、Ｃを０．０
８〜０．２５質量％（より好ましくは０．１０〜０．２
２質量％）含有し、且つβ安定化元素を、下記式で示さ
れるＭｏ当量で３．０〜１０質量％（より好ましくは
３．５〜８．０質量％）含有するものである。 Mo当量＝Mo(mass％)+(1/1.5)V(mass%)+1.25Cr(mass%)+
2.5Fe(mass%)

【００２７】より具体的には、α安定化元素としてＡｌ
を３〜７質量％（より好ましくは３．５〜５．５質量
％）、Ｃを０．０８〜０．２５％（より好ましくは０．
１０〜０．２２質量％、更に好ましくは０．１５〜０．
２０質量％）含み、β安定化元素として、Ｍｏ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｆｅから選ばれる少なくとも１種、より好ましくは
これらのうち少なくともＣｒとＦｅを、上記Ｍｏ当量で
３．５〜８．０質量％含有するものである。また、これ
らの元素に加えて、Ｓｎ：１〜５質量％、Ｚｒ：１〜５
質量％、Ｓｉ：０．２〜０．８質量％よりなる群から選
択される少なくとも１種の元素を含むチタン合金も、優
れた性能を発揮し得ることを確認している。

【００２８】なお、上記で推奨する含有元素の好ましい
含有量を定めた理由は下記の通りである。まずＡｌ含量
は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ相当の強度を確保するために下
限値を推奨し、また上限値については、熱間加工条件下
において変形抵抗の上昇と熱間延性の低下を抑えること
のできる許容限として推奨している。またＣ量も、Ｔｉ
−６Ａｌ−４Ｖ相当の強度を確保するために下限値を推
奨し、また上限値については、ＴｉＣの多量析出により
熱間延性を劣化させることのない許容限として推奨して
いる。

【００２９】またＭｏ当量の下限を定めたのは、同様に
Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ相当の強度を確保するためであり、
上限値については、熱間加工時の変形抵抗を上昇させず
且つβ変態点を下げ過ぎないための要件として推奨して
いる。更にＳｎ，Ｚｒ，Ｓｉについては、常温〜５００
℃レベルの温度域における強度上昇効果を発揮し得る量
として下限を規定し、一方、上限値については、Ｓｎ，
Ｚｒの場合は熱間延性、Ｓｉの場合は常温延性を夫々劣
化させることのない量として推奨している。

【００３０】本発明で好ましく使用されるチタン合金の
具体例としては、後記実施例でも明らかにする如く、
「Ｔｉ−５Ａｌ−６．２５Ｃｒ−０．２Ｃ合金」や「Ｔ
ｉ−５Ａｌ−０．５Ｍｏ−２．４Ｖ−２Ｆｅ−０．２Ｃ
合金」等が例示される。また、Ｓｎ，Ｚｒ，Ｓｉ等を含
むチタン合金の具体例としては、「Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｓ
ｎ−４Ｃｒ−０．５Ｆｅ−０．２Ｓｉ−０．２Ｃ」や
「Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｓｎ−６Ｃｒ−０．５Ｆｅ−０．２
Ｓｉ−０．２Ｃ」等が例示される。これら合金元素の作
用は、合金元素の種類や２種以上の元素の複合添加、更
にはそれらの添加量によってもかなり変動するので、そ
れら合金元素の種類や複合添加、或いは好適添加量など
は、用いる合金元素に応じて適宜に選択・決定すればよ
い。

【００３１】しかし、本発明で推奨する上記成分組成の
チタン合金に共通する化学成分は、代表的な高強度チタ
ン合金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金に対してややＡｌ
含量が少な目で、且つ少量のＣを含んでいる点である。
そしてこれらＡｌやＣの作用は次の様に推測される。即
ちＡｌやＣは周知の通りα安定化元素であり、一般的に
は高温強度の上昇に寄与する。しかしこれらの含有率を
適切に制御すれば、室温から５００℃レベルの温度まで
は温度上昇に伴う大幅な強度低下を起こさないが、より
高温の熱間加工温度域では強度上昇を抑え、変形抵抗を
大幅に低下させることが可能となる。特にＣは、室温か
ら５００℃レベルの温度域までは固溶強化に寄与する
が、熱間加工温度域では強化に寄与しなくなると考えら
れる。更にＣは、微量の添加でβ変態点を大幅に上昇さ
せる作用も有しているため、本発明にとって極めて有用
な元素であると考えられる。

【００３２】また、上記チタン合金を用いた熱間加工材
の製造条件も特に制限されないが、好ましい条件として
は、前記成分組成の好ましい要件を満たすチタン合金
を、常法に従って溶製し鋳造した後、該鋳塊を常法より
もやや低い温度域、好ましくは当該チタン合金のβ変態
温度（Ｔβ）を基準にしてＴβ〜（Ｔβ＋２００℃）、
より好ましくはＴβ〜（Ｔβ＋１００℃）に加熱してか
ら、７０〜８０％程度の加工率で荒鍛造し、次いで、好
ましくは（Ｔβ−５０℃）〜８００℃程度の温度域で、
７０〜８０％程度の加工率で仕上げ加工を施す方法であ
る。該仕上げ加工の後は、必要により７００〜８００℃
×６０〜１２０分程度で焼鈍することも有効である。

【００３３】尚、断面サイズが比較的小さいチタン合金
鋳塊の場合は、鋳造時の冷却速度が速いため鋳塊の結晶
粒は比較的小さくなる。従ってこの様な場合は高温での
荒鍛造を省略し、鋳塊をそのまま低温、即ちＴｉ−Ｃの
２元系で言うところの包析温度以下に加熱してから仕上
げ鍛造することも有効である。

【００３４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。

【００３５】実施例１ 本発明にかかる代表的なチタン合金として、Ｔｉ−５Ａ
ｌ−６．２５Ｃｒ−０．２Ｃ合金（β変態点：９１５
℃）と、Ｔｉ−５Ａｌ−０．５Ｍｏ−２．４Ｖ−２Ｆｅ
−０．２Ｃ合金（変態点：９６７℃）を、コールドク
ルーシブルインダクション溶解法（ＣＣＩＭ）により溶
製・鋳造して２５ｋｇ鋳塊を製造し、この鋳塊を、通常
よりやや低めの好ましい加熱温度として１０００℃に加
熱した後、８０％の加工率で荒鍛造する。次いで８５０
℃に加熱し、７５％の加工率で仕上げ鍛造し、７００℃
×２時間加熱→空冷で焼鈍を施すことにより鍛造丸棒を
作製した。

【００３６】この鍛造材を用いて、室温から５００℃ま
での引張強度（ＡＳＴＭ Ｅ８に準拠）を測定した。ま
た、上記鋳塊から図２に示す寸法・形状の試験片を切出
し、各試験片を大気雰囲気下に７００℃〜９５０℃で５
分間加熱し、その直後に、高速引張試験機（富士電波工
機社製商品名「サーメックマスターＺ」）を用いて、歪
速度１００／ｓｅｃで高速引張り試験を行い、変形抵抗
を求めた。なお変形抵抗値は、該高速引張り試験で得た
最大荷重を引張試験前の平行部の面積で除して算出し
た。結果を表１に示す。

【００３７】また、上記で得た各鋳片、を使用し、
上記の条件で荒鍛造、仕上げ鍛造および等軸晶化のため
の焼鈍を行い、各々について、７００℃で２時間加熱焼
鈍した後、０．１〜０．２℃／ｓｅｃの速度で冷却し、
島津製作所製の引張試験機（商品名「ＡＧ−Ｅ２３０ｋ
Ｎ オートグラフ引張試験機」）を用いて、室温（２５
℃）〜５００℃での引張強度をＡＳＴＭ Ｅ８に準拠し
て求めた。結果を表２に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】図１は、上記表１，２の結果を、試験温度
（℃）と引張強さ（常温〜５００℃）および変形抵抗
（７００℃〜９５０℃）の関係として図示したものであ
る。なお表１，２及び図１には、従来の代表的なチタン
合金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金（従来合金）とＪ
ＩＳ２種チタン（純チタン）の測定結果を併記した。

【００４１】表１，２及び図１からも明らかな様に、代
表的な高強度チタン合金である従来合金は、常温〜５
００℃の実用温度域で高強度を有している反面、熱間加
工温度域である７００〜９５０℃の高温域でもかなり高
強度を維持しており、変形抵抗が大きいため熱間加工性
に欠ける。

【００４２】これらに対し本発明のチタン合金、
は、常温〜５００℃の実用温度域では従来合金を上回
る高強度を有しており、しかも熱間加工が想定される８
００〜９５０℃の高温域での変形抵抗は、易加工性の純
チタンと同程度に低く、熱間加工性においても非常に
優れたものであることが分る。

【００４３】即ち、実用温度域での強度および熱間加工
温度域での変形抵抗について、本発明の規定要件を満た
すチタン合金、と従来合金や純チタンを比較す
ると、下記表３に示す通りであり、本発明のチタン合金
、はいずれも高強度と優れた熱間加工性を兼備して
いることが分る。

【００４４】

【表３】

【００４５】実施例２ 室温から５００℃までの高強度化に主眼を置いたチタン
合金の例として、表４に示す符号ａ，ｂの合金を使用
し、それ以外は前記実施例１と全く同様にして溶製→鋳
造→鍛造→焼鈍を行い、得られた各焼鈍材について、同
様にして常温（２５℃）および高温（５００℃）引張強
度、並びに８５０℃での高速引張り時における変形抵抗
を測定し、表４に併記する結果を得た。また表４には、
比較のため前掲の代表的な従来合金であるＴｉ−６Ａｌ
−４Ｖ合金を用いた場合の値も併記した。

【００４６】

【表４】

【００４７】表４からも明らかな様に、本発明の規定要
件を満たす符号ａ，ｂのチタン合金は、代表的な高強度
チタン合金である符号ｃの従来合金に較べて、常温で格
段に優れた引張強度を有しているにも拘わらず、８５０
℃における変形抵抗は低く優れた熱間加工性を有してい
ることが分る。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、常
温〜５００℃の実用温度域で高強度を有すると共に、熱
間加工温度域での変形抵抗が低くて優れた熱間加工性を
有しており、高い熱間加工性の下で高強度のチタン合金
部材を与えるチタン合金を提供し得ることになった。

【００４９】また本発明の高強度チタン合金は、上記の
様に熱間加工温度域での変形抵抗が低いことから、１回
当たりの加工率（熱間鍛造時の鍛造比、熱延時の減面率
や圧下率など）を大きく取ることができ、所望サイズ、
厚さ、直径の加工品を少ない加工回数で生産性良く得る
ことができる。更には、熱間加工時の抵抗発熱が少な
く、熱間加工時の温度上昇も低く抑えられるので、当該
チタン合金のβ変態点を考慮して高めの加工温度を採用
した場合でも高温変態を起こすことなく、所望の強度特
性を備えた加工製品を容易に得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高強度チタン合金と従来合金の試験温
度と引張強さ(および変形抵抗)の関係を示すグラフであ
る。

【図２】高温域での変形抵抗測定用試験片の形状・寸法
を示す説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８３ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８３ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ ６９２Ｚ ６９４ ６９４Ａ ６９４Ｂ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ７００℃で焼鈍した後の室温（２５℃）
   での引張強さと、８５０℃での高速引張りにおける変形
   抵抗との比が９以上であることを特徴とする熱間加工性
   に優れた高強度チタン合金。
2. 【請求項２】 ７００℃で焼鈍した後の室温（２５℃）
   での引張強さが８９５ＭＰａ以上である請求項１に記載
   の高強度チタン合金。
3. 【請求項３】 ８５０℃での高速引張りにおける変形抵
   抗が２００ＭＰａ以下である請求項１または２に記載の
   高強度チタン合金。
4. 【請求項４】 ７００℃で焼鈍した後の５００℃での引
   張強さが、室温（２５℃）での引張強さの４５％以上で
   ある請求項１〜３のいずれかに記載の高強度チタン合
   金。
5. 【請求項５】 β変態点が８５０℃超である請求項１〜
   ４のいずれかに記載の高強度チタン合金。
6. 【請求項６】 α−β型である請求項１〜５のいずれか
   に記載の高強度チタン合金。
7. 【請求項７】 α安定化元素としてＡｌを３〜７質量
   ％、Ｃを０．０８〜０．２５質量％含有し、且つβ安定
   化元素を、下記式で示されるＭｏ当量で３．０〜１０質
   量％含有するものである請求項６に記載の高強度チタン
   合金。 Mo当量＝Mo(mass％)+(1/1.5)V(mass%)+1.25Cr(mass%)+
   2.5Fe(mass%)
8. 【請求項８】 更に他の元素として、Ｓｎ：１〜５質量
   ％、Ｚｒ：１〜５質量％、Ｓｉ：０．２〜０．８質量％
   よりなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む
   ものである請求項６または７に記載の高強度チタン合
   金。