JPH01111835A - 冷間加工用低強度・高延性Ｔｉ合金 - Google Patents
冷間加工用低強度・高延性Ｔｉ合金Info
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- JPH01111835A JPH01111835A JP62269557A JP26955787A JPH01111835A JP H01111835 A JPH01111835 A JP H01111835A JP 62269557 A JP62269557 A JP 62269557A JP 26955787 A JP26955787 A JP 26955787A JP H01111835 A JPH01111835 A JP H01111835A
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Landscapes
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Cage And Drive Apparatuses For Elevators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は低強度・高延性であって冷間加工性に優れたＴ
ｉ合金に関するものである。
ｉ合金に関するものである。
［従来の技術］
Ｔｉ合金は軽く、強くしかも耐食性に優れているため航
空機や宇宙開発機器を中心に次第に利用範囲が拡がりつ
つあり、最近では自動車や家庭用電化製品等の民生品を
、冷間加工によ゛って製造する場合の部材として使用す
ることも検討されはじめているが、冷間加工を効率良く
行なう為には変形抵抗が小さく、延性が大であることが
必要である。しかしながら従来量も多く利用されている
Ｔ １−６Ａ ｌ−４Ｖｋ：代表されルα＋β型Ｔｉ合
金は、延性に乏しく冷間加工に適さない。この様なα＋
β型Ｔｉ合金よりも加工性を高めたβ型Ｔｉ合金も開発
されてはいるが、これは強度が問題とならない冷間圧延
性或は板金成形型性を改良したものであって、変形抵抗
を小さく抑えたものとはなっていない。変形抵抗を小さ
くするには強度が小さいことが必要であるが、従来のβ
型Ｔｉ合金は冷間加工用に調質したものでもその引張強
度は、例えば９０ Ｋｇｆ／ｍｍ”程度と大きい値を示
した。そこで強度を更に低くしたＴｉ−２２Ｖ−４Ａｌ
合金も開発されている（特開昭６１−２５０１３８）。
空機や宇宙開発機器を中心に次第に利用範囲が拡がりつ
つあり、最近では自動車や家庭用電化製品等の民生品を
、冷間加工によ゛って製造する場合の部材として使用す
ることも検討されはじめているが、冷間加工を効率良く
行なう為には変形抵抗が小さく、延性が大であることが
必要である。しかしながら従来量も多く利用されている
Ｔ １−６Ａ ｌ−４Ｖｋ：代表されルα＋β型Ｔｉ合
金は、延性に乏しく冷間加工に適さない。この様なα＋
β型Ｔｉ合金よりも加工性を高めたβ型Ｔｉ合金も開発
されてはいるが、これは強度が問題とならない冷間圧延
性或は板金成形型性を改良したものであって、変形抵抗
を小さく抑えたものとはなっていない。変形抵抗を小さ
くするには強度が小さいことが必要であるが、従来のβ
型Ｔｉ合金は冷間加工用に調質したものでもその引張強
度は、例えば９０ Ｋｇｆ／ｍｍ”程度と大きい値を示
した。そこで強度を更に低くしたＴｉ−２２Ｖ−４Ａｌ
合金も開発されている（特開昭６１−２５０１３８）。
［発明が解決しようとする問題点コ
しかしながら上記合金であっても８０にｇｆ／ｍｍ２程
度の引張強度を有しており、冷間加工用としては十分に
低強度のものとは言い難い。例えば据込み鍛造に代表さ
れる冷間鍛造を行なう場合は、Ｔｉ合金素材が工具によ
）て強く拘束されるため変形抵抗は急激に上昇する。そ
の結果引張における変形抵抗が僅か数キロ違っても、加
工時には数十キロものオーダーで違ってくることがある
。
度の引張強度を有しており、冷間加工用としては十分に
低強度のものとは言い難い。例えば据込み鍛造に代表さ
れる冷間鍛造を行なう場合は、Ｔｉ合金素材が工具によ
）て強く拘束されるため変形抵抗は急激に上昇する。そ
の結果引張における変形抵抗が僅か数キロ違っても、加
工時には数十キロものオーダーで違ってくることがある
。
このため型の寿命を良好に保つ上でも鍛造素材の変形抵
抗を小さくすること、例えば上記した引張強度８０にｇ
ｆ／ｍｍ２程度のものよりも更に強度の低いＴｉ合金を
開発することが望まれていた。
抗を小さくすること、例えば上記した引張強度８０にｇ
ｆ／ｍｍ２程度のものよりも更に強度の低いＴｉ合金を
開発することが望まれていた。
本発明はこの様な状況の下なされたものであってその目
的は、従来のＴｉ合金より更に強度を低下させるととも
に、加工の際の割れ発生限界に大きく影響する絞り性を
高めることによって、冷間加工性、特に冷間鍛造性を向
上させて、冷間での部品加工をより容易に行なうことの
できるＴｉ合金を安価に提供する点にある。
的は、従来のＴｉ合金より更に強度を低下させるととも
に、加工の際の割れ発生限界に大きく影響する絞り性を
高めることによって、冷間加工性、特に冷間鍛造性を向
上させて、冷間での部品加工をより容易に行なうことの
できるＴｉ合金を安価に提供する点にある。
［問題点を解決する為の手段］
本発明はＣｒ：４〜１０％及びＳｎ：２〜１０％を含み
、残部がＴｉ及び不可避不純物からなることを要旨とす
るものである。また上記構成に加えて更に Ａ １ ：
０．５〜７％を含有することも本発明の重要な構成要
件の１つである。
、残部がＴｉ及び不可避不純物からなることを要旨とす
るものである。また上記構成に加えて更に Ａ １ ：
０．５〜７％を含有することも本発明の重要な構成要
件の１つである。
［作用及び実施例］
Ｔｉに全率固溶形のβ安定化元素であるＭ。やＶを添加
すると、応力誘起変態又は双晶変形が起こって変成抵抗
が低下することが知られている。
すると、応力誘起変態又は双晶変形が起こって変成抵抗
が低下することが知られている。
しかしこれらは高価な元素であるため、本発明者等は、
Ｍｏや■に代わり得る安価な元素を探したが、単独の元
素でＭｏやＶに匹敵する効果を発揮するものが見当たら
なかった。そこで安価なＣｒを利用することを検討した
。Ｃｒもβ安定化元素でありＴｉに約６．５％以上添加
してβ温度域から焼入れを行なうと、β単相のＴｉ合金
が得られることは知られている。しかしＣｒの含有量が
６．５％前後のＴｉ合金では、焼入れの際ω相が出現し
て脆化し、常温においては全く延性を示さないこともよ
く知られている。これは同じβ安定化元素であると言っ
てもＭｏや■が全率固溶形であるのに対してＣｒは共析
形であるためである。
Ｍｏや■に代わり得る安価な元素を探したが、単独の元
素でＭｏやＶに匹敵する効果を発揮するものが見当たら
なかった。そこで安価なＣｒを利用することを検討した
。Ｃｒもβ安定化元素でありＴｉに約６．５％以上添加
してβ温度域から焼入れを行なうと、β単相のＴｉ合金
が得られることは知られている。しかしＣｒの含有量が
６．５％前後のＴｉ合金では、焼入れの際ω相が出現し
て脆化し、常温においては全く延性を示さないこともよ
く知られている。これは同じβ安定化元素であると言っ
てもＭｏや■が全率固溶形であるのに対してＣｒは共析
形であるためである。
この様な訳でＣｒをβ安定化元素とし使用して低強度・
高延性Ｔｉ合金を得ることは、従来困難であると思われ
ていた。そこでＣｒと他の元素を併存させることによフ
てω相の出現を抑制する方法を検討した。即ちＣｒと併
存させることにより応力誘起変態或は双晶変形を生ぜし
めつつ、延性も良好に保つことのできる様な添加元素を
追跡したものである。
高延性Ｔｉ合金を得ることは、従来困難であると思われ
ていた。そこでＣｒと他の元素を併存させることによフ
てω相の出現を抑制する方法を検討した。即ちＣｒと併
存させることにより応力誘起変態或は双晶変形を生ぜし
めつつ、延性も良好に保つことのできる様な添加元素を
追跡したものである。
ω相の出現を抑制する手段としてはＡｌを添加すること
が考えられるが、ＡＩの添加は強度の上昇を招き、冷間
加工、特に冷間鍛造を行なう観点からは好ましくない。
が考えられるが、ＡＩの添加は強度の上昇を招き、冷間
加工、特に冷間鍛造を行なう観点からは好ましくない。
そこで適切な添加元素を見出すことを目的として実験・
検討を行なった。その結果ω相の出現を抑制するには、
安価なＣｒを一方の必須元素とし、これにＳｎ或はＺｒ
を一定量添加することが効果的であることを知った。そ
して更に研究を重ねた結果、これらの中でも特にＳｎを
添加する場合は、強度低下効果が著しく、しかも延性、
特に加工時の割れ発生限界と相関々係のある引張応力下
での絞りが高められ、所期の目的が達成されることがわ
かった。そこでＣｒ及びＳｎの適正添加範囲を調査する
為下記の実験を行なった。
検討を行なった。その結果ω相の出現を抑制するには、
安価なＣｒを一方の必須元素とし、これにＳｎ或はＺｒ
を一定量添加することが効果的であることを知った。そ
して更に研究を重ねた結果、これらの中でも特にＳｎを
添加する場合は、強度低下効果が著しく、しかも延性、
特に加工時の割れ発生限界と相関々係のある引張応力下
での絞りが高められ、所期の目的が達成されることがわ
かった。そこでＣｒ及びＳｎの適正添加範囲を調査する
為下記の実験を行なった。
第１表左欄に示す種々の合金組成のボタン鋳塊（各ｔ３
ｏｇ）をタングステンアーク溶解法により熔製し、７０
０℃で７５％の熱間圧延を行なった後、９００℃で１０
分間保持し水冷を行なった。これより平行部径２ ｏｏ
ｎ、平行部長ざ７ｎ＋ｍの引張試験片を採取し、ひずみ
速度２０％／分で引張試験を行ない、強度調査のため０
．２％耐力及び引張強さを測定し、又延性調査のため伸
び及び絞りを測定した。測定結果を第１表右欄に示す。
ｏｇ）をタングステンアーク溶解法により熔製し、７０
０℃で７５％の熱間圧延を行なった後、９００℃で１０
分間保持し水冷を行なった。これより平行部径２ ｏｏ
ｎ、平行部長ざ７ｎ＋ｍの引張試験片を採取し、ひずみ
速度２０％／分で引張試験を行ない、強度調査のため０
．２％耐力及び引張強さを測定し、又延性調査のため伸
び及び絞りを測定した。測定結果を第１表右欄に示す。
第１表
※合金組成残部二Ｔｉ及び不可避不純物第１表の結果よ
り添加元素の適正添加量範囲は次の様に定めた。
り添加元素の適正添加量範囲は次の様に定めた。
Ｃｒ：４〜１０％
Ｓｎ存在下にＣｒを添加することにより、応力話起変態
或は双晶変形を起し得るＣｒの組成範囲は、必ずしも明
確ではないが上記実験によれば、添加量が４％未満の場
合はマルテンサイト変態が顕著に起こるためβ相を完全
に残留させることができなくなり、その結果高強度・低
延性となった（ＮＯ，１５）、一方１０％を超える添加
量では応力説起変態或は双晶変形発生の領域を逸脱し、
すべりが塑性変形を支配し始めるため強度が上昇した（
Ｎｏ、１９．２０）。添加量が４〜１０％の場合は低強
度・高延性であった（Ｎｏ、１〜１４）が、その中でも
添加量が５〜８％のものはより低強度・高絞り特性が得
られた（Ｎｏ、２と４及び９と１４を比較参照）、従っ
てＣｒの適正添加量は４〜１０％であり、より好ましい
のは５〜８％であるとの結論に達した。
或は双晶変形を起し得るＣｒの組成範囲は、必ずしも明
確ではないが上記実験によれば、添加量が４％未満の場
合はマルテンサイト変態が顕著に起こるためβ相を完全
に残留させることができなくなり、その結果高強度・低
延性となった（ＮＯ，１５）、一方１０％を超える添加
量では応力説起変態或は双晶変形発生の領域を逸脱し、
すべりが塑性変形を支配し始めるため強度が上昇した（
Ｎｏ、１９．２０）。添加量が４〜１０％の場合は低強
度・高延性であった（Ｎｏ、１〜１４）が、その中でも
添加量が５〜８％のものはより低強度・高絞り特性が得
られた（Ｎｏ、２と４及び９と１４を比較参照）、従っ
てＣｒの適正添加量は４〜１０％であり、より好ましい
のは５〜８％であるとの結論に達した。
Ｓｎ：２〜１０％
Ｓｎの添加量が２％未満の場合は、強度低下効果も延性
向上効果も得られなかった（Ｎｏ、１８．１７）。また
添加量が１０％を超えると急激に引張強度が上昇した（
Ｎｏ、１８）。
向上効果も得られなかった（Ｎｏ、１８．１７）。また
添加量が１０％を超えると急激に引張強度が上昇した（
Ｎｏ、１８）。
一方添加量が２〜１０％の場合は低強度・高延性のもの
が得られ（Ｎｏ、１〜１４）、特に添加量が４〜８％の
場合は引張強度が７５にｇｆ／ｍｍ’程度まで低下し、
６０％前後の高絞り性が得られるケースがあった。
が得られ（Ｎｏ、１〜１４）、特に添加量が４〜８％の
場合は引張強度が７５にｇｆ／ｍｍ’程度まで低下し、
６０％前後の高絞り性が得られるケースがあった。
従ってＳｎの適正添加量は２〜１０％であり、より好ま
しくは４〜８％であるとの結論を得た。
しくは４〜８％であるとの結論を得た。
本発明者等は上記した本発明に係るＴｉ合金に対して更
にＡｌの添加効果を追跡したところ、ＡＩを一定量添加
すれば、延性には影響を与えないで強度を一層低下させ
ることを知見した。
にＡｌの添加効果を追跡したところ、ＡＩを一定量添加
すれば、延性には影響を与えないで強度を一層低下させ
ることを知見した。
そこでＡＩの適正添加量を調査する目的で第２表左欄に
示す合金組成の供試材を用いて引張試験を行なった。引
張試験片の調整方法、試験条件及び試験項目は、前記し
たＡＩを添加しない場合の実験と同じとした。
示す合金組成の供試材を用いて引張試験を行なった。引
張試験片の調整方法、試験条件及び試験項目は、前記し
たＡＩを添加しない場合の実験と同じとした。
測定結果を第２表右欄に示す。
第 ２ 表
※合金組成残部：Ｔｉ及び不可避不純物第２表によりＡ
ｌの適正添加量は次の様に定めた。
ｌの適正添加量は次の様に定めた。
Ａ ｌ ： ０．５〜７％
Ａｌ添加量が０．５％未満の場合（Ｎｏ、２９）はＡＩ
無添加の場合（第１表Ｎｏ、７）と強度が殆んど変らず
ＡＩの添加効果は得られなかった。又添加量が７％を超
えると、焼入れマルテンサイト変態が顕著に起こり、そ
の結果強度上昇並びに延性低下が激しくなった（Ｎｏ、
３０〜３３）。
無添加の場合（第１表Ｎｏ、７）と強度が殆んど変らず
ＡＩの添加効果は得られなかった。又添加量が７％を超
えると、焼入れマルテンサイト変態が顕著に起こり、そ
の結果強度上昇並びに延性低下が激しくなった（Ｎｏ、
３０〜３３）。
一方添加量が０．５〜７％の場合Ｃさ、２５．２６或は
Ｃｒ及びＳｎ添加量の等しいＮｏ、２１〜２４と第１表
Ｎｏ、７及びＮｏ、２７．２８と第１表Ｎｏ。
Ｃｒ及びＳｎ添加量の等しいＮｏ、２１〜２４と第１表
Ｎｏ、７及びＮｏ、２７．２８と第１表Ｎｏ。
１２との対比から明らかな様に、ＡＩの添加により０．
２％耐力及び引張強さのいずれもが低下した。この結果
Ａｌの適正添加量の範囲は０．５〜７％であることがわ
かった。
２％耐力及び引張強さのいずれもが低下した。この結果
Ａｌの適正添加量の範囲は０．５〜７％であることがわ
かった。
尚本発明の合金に対して４００℃、４５０℃。
５００℃及び５５０℃で８時間の時効処理を施した後、
ビッカース硬度を測定した結果、いずれの場合もＴｉ−
６ＡＩ−４Ｖ合金と同等以上の高強度（３００Ｋｇｆ／
ｍｍ２以上）が得られた。即ち本発明に係るＴｉ合金は
、時効処理を行なえば従来のＴｉ合金と同等の強度特性
を得ることができるものである。
ビッカース硬度を測定した結果、いずれの場合もＴｉ−
６ＡＩ−４Ｖ合金と同等以上の高強度（３００Ｋｇｆ／
ｍｍ２以上）が得られた。即ち本発明に係るＴｉ合金は
、時効処理を行なえば従来のＴｉ合金と同等の強度特性
を得ることができるものである。
［発明の効果］
本発明は上記の様に構成されているので冷間加工、特に
冷間鍛造等を行なう上で極めて有利な低強度・高延性Ｔ
ｉ合金が、高価な■やＭ０使用することなく安価に得ら
れることとなり、その結果優れた特性を有するＴｉ合金
が航空・宇宙産業分野に限定されることなく、広く一般
民生品の用途にまで容易に利用できることとなった。
冷間鍛造等を行なう上で極めて有利な低強度・高延性Ｔ
ｉ合金が、高価な■やＭ０使用することなく安価に得ら
れることとなり、その結果優れた特性を有するＴｉ合金
が航空・宇宙産業分野に限定されることなく、広く一般
民生品の用途にまで容易に利用できることとなった。
昭和６２年１１月２５日
特許庁長官 小 川 邦 夫 殿
２、発明の名称
冷間加工用低強度・高延性Ｔ１合金
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
４、代理人
住 所 大阪市北区堂島２丁目３番７号シシコーしル４
０７昭和 年 月 日 （自発） ６、補正の対象 明ｗｉ書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第１２頁第２０行目乃至同第１３頁第１行
目の「と同等以上の・・・・・・が得られた。」を「の
ビッカース硬度［３００；引張強さで１００Ｋｇｆ／ｍ
ｍ”相当）と同等以上の特性が得られた。」に訂正しま
す。
０７昭和 年 月 日 （自発） ６、補正の対象 明ｗｉ書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第１２頁第２０行目乃至同第１３頁第１行
目の「と同等以上の・・・・・・が得られた。」を「の
ビッカース硬度［３００；引張強さで１００Ｋｇｆ／ｍ
ｍ”相当）と同等以上の特性が得られた。」に訂正しま
す。
Claims (2)
- （１）Ｃｒ：４〜１０％（重量％の意味、以下同じ） Ｓｎ：２〜１０％ を含み、残部がＴｉ及び不可避不純物からなることを特
徴とする冷間加工用低強度・高延性Ｔｉ合金。 - （２）Ｃｒ：４〜１０％ Ｓｎ：２〜１０％ Ａｌ：０．５〜７％ を含み残部がＴｉ及び不可避不純物からなることを特徴
とする冷間加工用低強度・高延性Ｔｉ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269557A JPH01111835A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 冷間加工用低強度・高延性Ｔｉ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269557A JPH01111835A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 冷間加工用低強度・高延性Ｔｉ合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01111835A true JPH01111835A (ja) | 1989-04-28 |
Family
ID=17474036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62269557A Pending JPH01111835A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 冷間加工用低強度・高延性Ｔｉ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01111835A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371331A (ja) * | 2001-06-18 | 2002-12-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン合金 |
| JP2009215650A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-09-24 | Tokyo Institute Of Technology | 形状記憶合金 |
| JP2010007165A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン合金 |
| JP2011021257A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Yonosuke Murayama | 低弾性チタン合金 |
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