JP4516440B2 - 耐高温酸化性および耐食性に優れたチタン合金 - Google Patents
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Description
厚さ約1mmの供試チタン合金板(長さ100mm、幅10mm)を、内部を空気組成に保った加熱炉に装入し、800℃で100時間保持した後、試料断面を光学顕微鏡で観察する。
板厚減少率(%)=[(X0−X1)/X0]×100。
厚さ約1mmの供試チタン合金板(長さ100mm、幅10mm)を、内部を空気組成に保った加熱炉に装入し、800℃で100時間保持した後、該供試板を中央部で切断し、該切断面における金属チタン合金部分の表面から10μmの深さ位置のマイクロビッカース硬さ(Hv)を、測定箇所10の平均値として求め、耐酸素拡散層形成性を評価する。得られたビッカース硬さHvの値が小さいほど耐酸素拡散層形成性は良好と判断できる。
厚さ約1mm、長さ100mm、幅10mmの供試チタン合金板を、内部を空気組成に保った加熱炉に装入し、800℃で100時間保持した後、該供試板を中央部で切断してから該切断面を倍率100倍の顕微鏡で写真撮影し、その写真を画像解析することによって結晶粒径を測定し、10箇所測定の平均値として平均結晶粒径を求める。
厚さ約1mmの供試チタン合金板から図3に示す寸法形状の試験片を切り出し、各試験片を、内部を空気組成に保った加熱炉に装入し、800℃で100時間保持した後、島津製作所製の引張り試験機「オートグラフAG−D精密万能試験機」を用いて引張り試験を行なう。得られる常温伸び(l1)と、未酸化状態での常温伸び(l0)から、[(l1/l0)×100(%)]により10回測定の平均値として算出する。
マフラー内の腐食環境を模擬した促進試験として、供試チタン合金板を1%H2SO4水溶液の沸騰液に48時間浸漬した後、供試板の重量を測定する。そして、腐食試験前の供試板の重量から重量減を求め、これを10個のサンプルについて測定して平均し、この値と試験前の試料の表面積から1年間の腐蝕減量(mm/年)に換算して求める。
塩と水の共存によるすきま腐食環境を模擬した促進試験として、供試チタン合金板を10%NaCl水溶液の沸騰液に240時間浸漬し、すきま腐食の発生確率を求める。なお試験は、マルチクレビスによりすきま部を32箇所作成し、このうち何箇所のすきま部で腐食が生じたかどうかによって発生確率を算出する(試験法の詳細は特許第2871867号参照)。
原料としてJIS1種純チタン板と所定の添加元素を使用し、真空ボタン溶解炉によって表1に示す成分組成のチタン合金鋳塊(100〜200g)を製造し、これを1000℃で2時間加熱した後、厚さ6mmまで熱間圧延した。次いで、1000℃で20分間加熱した後、引き続いて840℃で1時間加熱し、その後、直ちに6mmから厚さ2.5mmまで熱間圧延を行なった。
前記実施例1と同様にして、表3に示す成分組成のチタン合金鋳塊を製造した後、同様の手順で熱間圧延を行い、焼鈍、空冷、酸化スケール除去のための平面研削、更に冷間圧延を行なって厚さ約1mmの供試チタン板を作製し、最終仕上げとして650℃×3時間(均熱時間)の真空焼鈍を行った。
前記実施例1と同様にして、表5に示す成分組成のチタン合金インゴットを製造した後、同様の手順で熱間圧延を行い、焼鈍、空冷、酸化スケール除去のための平面研削、更に冷間圧延を行なって厚さ約1mmの純チタン板を作製し、最終仕上げとして650℃×3時間(均熱時間)の真空焼鈍を行った。
前記実施例1と同様にして、表7に示す成分組成のチタン合金鋳塊を製造した後、同様の手順で熱間圧延を行い、焼鈍、空冷、酸化スケール除去のための平面研削、更に冷間圧延を行なって厚さ約1mmの純チタン板を作製し、最終仕上げとして650℃×3時間(均熱時間)の真空焼鈍を行った。
前記実施例2に示した表3のNo.4で得たTi−Al−Si合金板に、下記構成の溶融Alめっき処理を施し、厚さが約2μmの耐酸化性皮膜を形成した後、実施例1と同様にして引張り試験、エリクセン試験および耐高温酸化性試験を行い、結果を表9,10に示した。
消耗電極式アーク溶解炉を用いてTi−0.5%Al−0.6%Si合金を溶製し、1トンのインゴットを製造した。これを常法に従って鍛造→熱間圧延→焼鈍→脱スケール→冷間圧延→真空焼鈍の工程を経て板厚0.75mmのコイルを製造した。この実験で、Ti−0.5%Al−0.6%Si合金は、JIS2種純チタンの製造工程を実質的にそのまま適用して薄板状に加工できた。
Claims (5)
- 質量基準でAl:0.30〜1.50%と、Si:0.10〜1.0%を含有し、残部がチタン及び不可避的不純物からなり、自動車用もしくは自動二輪用のマフラー材として使用されるものであることを特徴とする耐高温酸化性および耐食性に優れたチタン合金。
- Si/Alが質量比で1/3以上である請求項1に記載のチタン合金。
- 他の元素として、Nb:0.1〜0.5%を含有する請求項1または2に記載のチタン合金。
- 他の元素としてTa,W,Mo,Cr,Zr,Hfよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、前記AlおよびSiを含めた添加合金元素の総和が2.5%以下である請求項1〜3のいずれかに記載のチタン合金。
- 表面に、Al系めっきが施されたものである請求項1〜4のいずれかに記載のチタン合金。
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