JP3114503B2 - 局部的に耐磨耗性に優れた(α+β)型チタン合金の製造方法 - Google Patents

局部的に耐磨耗性に優れた(α+β)型チタン合金の製造方法

Info

Publication number
JP3114503B2
JP3114503B2 JP06162236A JP16223694A JP3114503B2 JP 3114503 B2 JP3114503 B2 JP 3114503B2 JP 06162236 A JP06162236 A JP 06162236A JP 16223694 A JP16223694 A JP 16223694A JP 3114503 B2 JP3114503 B2 JP 3114503B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type titanium
titanium alloy
solution
producing
treatment
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP06162236A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0827552A (ja
Inventor
厚 小川
真一 高木
正和 新倉
千秋 大内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP06162236A priority Critical patent/JP3114503B2/ja
Publication of JPH0827552A publication Critical patent/JPH0827552A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3114503B2 publication Critical patent/JP3114503B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は局部的に耐磨耗性に優れ
た(α+β)型チタン合金の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】(α+β)型チタン合金は強度、延性お
よび靱性に優れているため宇宙航空分野を中心に広く用
いられており、最近では工具や自動車部品などの民生分
野にも適用されている。しかし(α+β)型チタン合金
の耐磨耗性は必ずしも十分でなく、褶動部やエロージョ
ン部などの厳しい条件下に置かれる部材においては問題
となっている。
【0003】耐磨耗性を向上させるために、特開昭61
ー69956号公報や特開平5ー9703号公報には、
メッキ法や酸化法により表面に硬化層を設ける方法が、
また特開平5ー59509号公報には、β変態点直上で
5分以内の短時間溶体化処理後、時効処理を施して硬化
させる方法などが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
61ー69956号公報や特開平5ー9703号公報に
記載された方法では、硬化層の厚さが10〜50μmと
薄いため褶動部やエロージョン部などの厳しい条件下に
おいては十分な耐磨耗性が得られない。硬化層の厚みを
増大させれば耐磨耗性は改善されるが、褶動部やエロー
ジョン部などの厳しい条件下においては1mm以上の厚
さの硬化層が必要であり、メッキ法や酸化法でこのよう
な厚い層を形成するには莫大な時間がかかり非現実的で
ある。また特開平5ー59509号公報に提案された熱
処理による方法では、表層部などの耐磨耗性の必要な部
位のみならず耐磨耗性の必要性のない部位までも硬化
し、その部位の靱性が厚さ5mmのJIS4号試験片で
測定したシャルピー衝撃値で1kgf・m以下に劣化
し、構造部材として用いる場合には大きな問題となる。
【0005】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、表層部や端部などの耐磨耗性が要求さ
れる局所的な部位のみを十分な厚さで効果的に硬化して
耐磨耗性を持ち、それ以外の部位は構造部材として十分
な靱性すなわち厚さ5mmのJIS4号試験片で測定し
たシャルピー衝撃値で2.0kgf・m以上を有する
(α+β)型チタン合金の製造方法を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は、(α+β)
型チタン合金、好ましくは重量%で、Al:3.0〜
5.0、V:2.1〜5.0、Mo:0.85〜2.8
5、Fe:0.85〜3.15、O:0.01〜0.2
5を含有する(α+β)型チタン合金からなる部材全体
をβ変態点TβとするときTβ−300℃以上Tβ−
100℃以下の温度範囲に加熱保持した後、前記部材の
うち耐磨耗性の必要な部位に溶体化処理を行い、ついで
前記部材全体を時効処理することによって解決される。
【0007】
【作用】Tβが905℃の(α+β)型チタン合金の厚
さ5.5mmの板材のサンプルを用い、サンプル全体を
500℃から925℃の各温度で1時間の熱処理後、サ
ンプルの一部に高周波加熱装置により920℃、3分間
の溶体化処理を施した後、サンプル全体を480℃、1
時間の時効処理して、溶体化処理した部分のビッカース
硬度と、溶体化処理の影響を受けない非熱影響部のシャ
ルピー衝撃値を厚さ5mmのJIS4号試験片を用い測
定した。その結果を図1に示す。溶体化処理部のビッカ
ース硬度は溶体化処理前の熱処理温度によらず、450
以上の値を示し耐摩耗性に対して十分な硬さである。ま
た表面から2mm以上の厚さにわたって400以上のビ
ッカース硬度を示した。一方、非熱影響部のシャルピー
衝撃値は溶体化処理前の熱処理温度の影響を大きく受
け、600℃から800℃の温度範囲において2.0k
gf・m以上となる。この温度範囲は(α+β)型チタ
ン合金のTβに依存するが、いずれのTβにおいてもT
β−300℃以上Tβ−100℃以下であれば2.0k
gf・m以上のシャルピー衝撃値が得られたので、溶体
化処理前の熱処理温度をこの範囲に限定する。
【0008】つぎに本発明にとってより好ましい(α+
β)型チタン合金の成分範囲の限定理由を以下に説明す
る。
【0009】Al:α相安定化元素の一つであるが、
3.0重量%未満では十分な強度が得られない。一方、
5.0重量%を越えると加工性、特に冷間における加工
性が著しく劣化し、また疲労寿命強度も劣化する。した
がって3.0〜5.0重量%の範囲に限定する。
【0010】V:β変態点を大きく低下させβ相を安定
化させる元素であるが、2.1重量%未満ではその効果
が得られない。一方、5.0重量%を越えるとβ相の安
定度が大きくなり過ぎて十分な強度が得られない。した
がって2.1〜5.0重量%の範囲に限定する。
【0011】Mo:β相を安定化させる元素であるとと
もに、粒成長を抑制する効果を有するが、0.85重量
%未満ではその効果は小さく、粒の粗大化が起こり延性
が低下し、かつ十分な強度が得られない。一方、2.8
5重量%を越えるとβ相の安定度が大きくなり過ぎて十
分な強度が得られない。したがって0.85〜2.85
重量%の範囲に限定する。
【0012】Fe:β相を安定化させる元素であり、β
相を強化するとともに溶体化時効処理後の強度上昇に大
きく寄与するが、0.85重量%未満ではその効果は小
さく十分な強度が得られない。一方、3.15重量%を
越えるとβ相の安定度が大きくなり過ぎて十分な強度が
得られない。したがって0.85〜3.15重量%の範
囲に限定する。
【0013】O:0.01重量%未満では強度上昇への
寄与が十分でないばかりか、工業的にも得ることが難し
く、0.25重量%を越えると延性が劣化する。したが
って0.01〜0.25重量%の範囲に限定する。
【0014】なおこれらの元素は本発明の効果を生み出
すための重要な元素であり、耐磨耗性向上を図る上で必
要な溶体化処理部の硬度上昇に大きく寄与するばかり
か、溶体化処理を受けてない部位の優れた靱性を確保す
るには、いずれも本発明の成分範囲を同時に満たすこと
が望ましい。
【0015】
【実施例】
(実施例1)重量%で、Al:4.48、V:2.9
8、Mo:1.89、Fe:1.99、O:0.08
3、C:0.01、N:0.007、H:0.0048
を含有するβ変態点が905℃の(α+β)型チタン合
金のインゴットをβ域に加熱、鍛造後、(α+β)域に
加熱し、熱間圧延により厚さ5.5mmの薄板のサンプ
ルを作成した。このサンプルを500℃から875℃の
各温度で1時間熱処理後、サンプルの一部を高周波加熱
装置により昇温速度20℃/秒にて920℃に加熱し、
3分間保持後、水冷により室温まで冷却した。そして4
80℃にて1時間の時効処理を施し、溶体化処理部のビ
ッカース硬度と溶体化処理の影響を受けてない非熱影響
部のシャルピー衝撃値(試験片はJIS4号、厚さ5m
m)を測定した。
【0016】結果を表1に示す。溶体化処理前の熱処理
温度が本発明の範囲内すなわちTβ−300℃(本成分
系のサンプルでは600℃)以上Tβ−100℃(本成
分系のサンプルでは800℃)以下であれば、溶体化処
理部はビッカース硬度が450以上で十分硬化され、ま
た非熱影響部では、シャルピー衝撃値が2.0kgf・
m以上と優れた靱性を示す。
【0017】
【表1】
【0018】(実施例2)Al、V、Mo、Fe、Oの
含有量が異なる14種類の(α+β)型チタン合金と各
1種類のα型、β型のチタン合金の薄板サンプル(厚さ
5.5mm)に725℃で1時間の熱処理を行った後、
サンプルの一部を高周波加熱装置により昇温速度20℃
/秒にて920℃に加熱し、3分間保持後、水冷により
室温まで冷却した。そして480℃にて1時間の時効処
理を施し、溶体化処理部のビッカース硬度と溶体化処理
の影響を受けてない非熱影響部のシャルピー衝撃値(試
験片はJIS4号、厚さ5mm)を測定した。
【0019】結果を表2に示す。(α+β)型チタン合
金であれば、溶体化処理部のビッカース硬度が400以
上で、非熱影響部のシャルピー衝撃値が2.0kgf・
m以上と優れた特性を示すが、Al、V、Mo、Fe、
Oの含有量が本発明の好ましい範囲内であれば、溶体化
処理部のビッカース硬度が450以上で、非熱影響部の
シャルピー衝撃値が2.3kgf・m以上と、同じ(α
+β)型チタン合金であっても、特に優れた特性を示す
ことがわかる。なおα型やβ型のチタン合金では、非常
に優れたシャルピー衝撃値が得られるが、硬度が低く耐
摩耗性用としては不適である。
【0020】
【表2】
【0021】(実施例3)本発明においては、溶体化処
理およびそれに続く時効処理の条件を特に規定していな
いが、特開平5ー59509号公報に記載されているよ
うな熱処理条件に近い条件で行うことが好ましい。
【0022】重量%で、Al:4.52、V:3.1
1、Mo:2.03、Fe:1.87、O:0.10
7、C:0.009、N:0.005、H:0.004
1を含有するβ変態点が905℃の(α+β)型チタン
合金の厚さ5.5mmの薄板サンプルに720℃で1時
間の熱処理を行った後、溶体化処理および時効処理の条
件を変えて溶体化処理部およびそこから50mm離れた
ところすなわち溶体化処理の影響を受けない非熱影響部
の硬度、シャルピー衝撃値(試験片はJIS4号、厚さ
5mm)を測定した。
【0023】結果を表3に示す。溶体化処理や時効処理
の温度が極端に低かったり、高かったりする場合、また
溶体化処理時の加熱、冷却速度が極端に遅かったり、そ
の保持時間が極端に長かったりする場合には、十分な硬
度やシャルピー衝撃値が得られないことがわかる。
【0024】
【表3】
【0025】なお、耐食性を向上させるPdなどの貴金
属元素、耐クリープ性を向上させるSi、Biなどの元
素、切削性を向上させるSや希土類元素などの元素を添
加しても本発明の効果を損ねるものではない。
【0026】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、耐磨耗性の要求される表層部や端部など局所
的な部位のみが十分な厚さで効果的に硬化されて耐磨耗
性を持ち、それ以外の部位は構造部材として十分な靱性
すなわち厚さ5mmのJIS4号試験片で測定したシャ
ルピー衝撃値で2.0kgf・m以上を有する(α+
β)型チタン合金の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶体化処理部のビッカース硬度および非熱影響
部のシャルピー衝撃値と溶体化処理前の熱処理温度との
関係を表す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 千秋 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22F 1/00 - 3/02 C22C 14/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (α+β)型チタン合金からなる部材全
    体をβ変態点TβとするときTβ−300℃以上Tβ
    −100℃以下の温度範囲に加熱保持した後、前記部材
    の耐磨耗性が必要な部位に溶体化処理を行い、ついで前
    記部材全体を時効処理することを特徴とする局部的に耐
    磨耗性に優れた(α+β)型チタン合金の製造方法。
  2. 【請求項2】 重量%で、Al:3.0〜5.0、V:
    2.1〜5.0、Mo:0.85〜2.85、Fe:
    0.85〜3.15、O:0.01〜0.25を含有す
    る(α+β)型チタン合金からなる部材を用いることを
    特徴とする請求項1に記載の局部的に耐磨耗性に優れた
    (α+β)型チタン合金の製造方法。
JP06162236A 1994-07-14 1994-07-14 局部的に耐磨耗性に優れた(α+β)型チタン合金の製造方法 Expired - Fee Related JP3114503B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06162236A JP3114503B2 (ja) 1994-07-14 1994-07-14 局部的に耐磨耗性に優れた(α+β)型チタン合金の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06162236A JP3114503B2 (ja) 1994-07-14 1994-07-14 局部的に耐磨耗性に優れた(α+β)型チタン合金の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0827552A JPH0827552A (ja) 1996-01-30
JP3114503B2 true JP3114503B2 (ja) 2000-12-04

Family

ID=15750571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06162236A Expired - Fee Related JP3114503B2 (ja) 1994-07-14 1994-07-14 局部的に耐磨耗性に優れた(α+β)型チタン合金の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3114503B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2223399T3 (es) 1999-01-29 2005-03-01 Ricoh Company, Ltd. Toner electrografico y metodo de formacion de imagen usando el toner.
JP4013761B2 (ja) * 2001-02-28 2007-11-28 Jfeスチール株式会社 チタン合金棒材の製造方法
US6786985B2 (en) * 2002-05-09 2004-09-07 Titanium Metals Corp. Alpha-beta Ti-Ai-V-Mo-Fe alloy
JP4655666B2 (ja) 2005-02-23 2011-03-23 Jfeスチール株式会社 ゴルフクラブヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0827552A (ja) 1996-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3873313B2 (ja) 高強度チタン合金の製造方法
JP2012507632A (ja) 超高強度ステンレス合金ストリップ、同ストリップの製造方法及びゴルフクラブヘッドを製造するために同ストリップを利用する方法
US4798634A (en) Corrosion resistant wrought stainless steel alloys having intermediate strength and good machinability
JP3114503B2 (ja) 局部的に耐磨耗性に優れた(α+β)型チタン合金の製造方法
JP3169977B2 (ja) ▲高▼強度非磁性ステンレス鋼
JPH1180903A (ja) 遅れ破壊特性に優れた高強度鋼部材およびその製造方法
CN108893631B (zh) 一种高强钛合金及其制备方法
JP3328967B2 (ja) 靭性および耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法
US5688471A (en) High strength low thermal expansion alloy
JP2541042B2 (ja) (α+β)型チタン合金の熱処理方法
US4353755A (en) Method of making high strength duplex stainless steels
JPH07188840A (ja) 耐水素脆化特性に優れた高強度鋼およびその製法
JP3360926B2 (ja) プラスチック成形用プリハードン鋼およびその製造方法
JP3220322B2 (ja) 耐ヒートチェック性に優れたマルエージング鋼
JP3417016B2 (ja) 熱間加工性および耐食性に優れた高靭性マルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法
WO1987004731A1 (en) Corrosion resistant stainless steel alloys having intermediate strength and good machinability
JP2999472B1 (ja) 圧延ロ―ル用材
JP3201711B2 (ja) ダイカスト型用時効硬化鋼
JPH08134615A (ja) 機械的性質の均衡性に優れた高力Ti合金の製造方法
JPS63134648A (ja) 耐食性にすぐれる析出硬化型高張力鋼
JPH0867950A (ja) 強度及び靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼及びその製造方法
JP3959671B2 (ja) 耐酸化性の優れた高強度Fe−Cr−Ni−Al系フェライト合金及びそれを用いてなる合金板
JP3486209B2 (ja) チタン合金の熱処理方法
JP3099911B2 (ja) 制振合金
JPH07188740A (ja) 高強度高耐食オ−ステナイト系金属材の製法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000829

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080929

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080929

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130929

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees