JP2010053419A - 耐クリープ性および高温疲労強度に優れた耐熱部材用チタン合金 - Google Patents
耐クリープ性および高温疲労強度に優れた耐熱部材用チタン合金 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】質量%で、Al:5.0%以上6.5%未満、Sn:0.5%以上5.0%未満、Zr:4.6%以上6.0%未満、Mo:0.3%以上0.5%未満、Si:0.41%以上0.60%未満、O:0.05%以上0.20%未満、Fe+Cr+Ni:0.07%未満で残部チタン及び不可避不純物からなることを特徴とする耐熱部材用チタン合金である。これにより、従来のチタン合金を上回る耐クリープ性を有し、安価であることから、自動車用エンジンバルブなど高温用途への使用に適しており、自動車用エンジンの高出力化、低燃費化、静音化に寄与するだけでなく、量産品への適用拡大により幅広くその効果を得ることが可能になる。
【選択図】なし
Description
(1)質量%で、Al:5.0%以上6.5%未満、Sn:0.5%以上5.0%未満、Zr:4.6%以上6.0%未満、Mo:0.3%以上0.5%未満、Si:0.41%以上0.60%未満、O:0.05%以上0.20%未満、Fe+Cr+Ni:0.07%未満で残部チタン及び不可避不純物からなる耐クリープ性および高温疲労強度に優れた耐熱部材用チタン合金。
(2)質量%で、0.1%以上1.0%未満のNbを添加した、請求項1に記載の耐クリープ性および高温疲労強度に優れた耐熱部材用チタン合金。
表1に示す成分のチタン合金をアーク溶解法により製造し、それぞれ約1kgの鋳塊とした。これら鋳塊をそれぞれ鍛造して得た15mm角の棒材を素材とした。耐クリープ性試験片は、1090℃、10分、空冷の熱処理(溶体化処理)の後、更に、800℃、1時間、空冷の熱処理(時効処理)を行った後、試験片を採取した。引張試験は平行部φ6.25mmの丸棒試験片を用いて室温にて行った。室温延性は、実用上5%以上あることを基準とした。耐クリープ試験は、水平に保持した直径5mmの丸棒試験片の自由端に錘の作用点が一致するように0.5±0.1kgの耐熱Ni合金製の錘をのせ、850℃、大気雰囲気中、24時間保持後の変形量Hを測定した。変形量Hは、試験後の試験片自由端中心部から、試験前の元の丸棒試験片中心軸までの距離である。試験片の把持部を除いた固定端から自由端までの有効試験片長さLは45mmとした。耐クリープ性は、有効試験片長さLと、変形量Hの比(H/L)を百分率で表した。表1に、850℃の耐クリープ性試験結果と、室温引張試験における伸び値を示す。本発明範囲から外れる数値にアンダーラインを付している。
さらに、真空アーク溶解法により200kgの鋳塊を製造し、鍛造、熱延によりφ15mmの丸棒素材を得た。前記実施例1と同様の溶体化処理および時効処理を施した後、平行部φ8mmの丸棒試験片を作製し、850℃、3000rpm、大気雰囲気で、回転曲げ疲労試験を実施した。表2に、その試験成分と850℃回転曲げ疲労試験における、107回の疲労強度を示す。また、本発明範囲から外れる数値にアンダーラインを付している。
さらに、実施例2で用いた本発明成分のφ15mm丸棒素材を用いて、(1)1000℃〜1120℃の溶体化処理後、空冷の後、800℃、1時間、空冷の熱処理(時効処理)を行った棒材、および、(2)1090℃の溶体化処理後、炉冷の後、800℃、1時間、空冷の熱処理(時効処理)を行った棒材、を用いて、前記実施例1と同様の耐クリープ試験を行った。表3に、その試験結果を示す。また、本発明範囲から外れる数値にアンダーラインを付している。
Claims (2)
- 質量%で、Al:5.0%以上6.5%未満、Sn:0.5%以上5.0%未満、Zr:4.6%以上6.0%未満、Mo:0.3%以上0.5%未満、Si:0.41%以上0.60%未満、O:0.05%以上0.20%未満、Fe+Cr+Ni:0.07%未満で残部チタン及び不可避不純物からなる耐クリープ性および高温疲労強度に優れた耐熱部材用チタン合金。
- 質量%で、0.1%以上1.0%未満のNbを添加した、請求項1に記載の耐クリープ性および高温疲労強度に優れた耐熱部材用チタン合金。
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