JPH0339430A - 高強度チタン合金 - Google Patents
高強度チタン合金Info
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- JPH0339430A JPH0339430A JP17382489A JP17382489A JPH0339430A JP H0339430 A JPH0339430 A JP H0339430A JP 17382489 A JP17382489 A JP 17382489A JP 17382489 A JP17382489 A JP 17382489A JP H0339430 A JPH0339430 A JP H0339430A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (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
本発明は、熱処理により高い強度を発現させ、各種構造
部材を製造するための高強度チタン合金に関する。 （従来の技術］ 軽量で高強度の部材を製造する材料として種々のチタン
合金が使用されており、たとえば１３Ｖ−１１Ｃｒ −
３１−Ｔｉ合金や１５Ｖ−３０ｒ−３Ａｊ −３３ｎ−
Ｔｉ合金が知られている。 これらの合金は汎用のｅ、ｕ−４ｖ−Ｔ；合金が引張強
度にして１２０〜１３０に’ｊｆ／ｍｍ２の強度を有す
るのに対し、−股上の１４０に’ｊｆ／Ｍｎ２台の強度
を示す。 しかし、この強度をいっそう高くすることが望ましいの
はもちろんである。 この種のチタン合金の強度は、主
として時効硬化により与えられるから、時効処理の効果
を高くすることにより、この要望にこたえることができ
る。
部材を製造するための高強度チタン合金に関する。 （従来の技術］ 軽量で高強度の部材を製造する材料として種々のチタン
合金が使用されており、たとえば１３Ｖ−１１Ｃｒ −
３１−Ｔｉ合金や１５Ｖ−３０ｒ−３Ａｊ −３３ｎ−
Ｔｉ合金が知られている。 これらの合金は汎用のｅ、ｕ−４ｖ−Ｔ；合金が引張強
度にして１２０〜１３０に’ｊｆ／ｍｍ２の強度を有す
るのに対し、−股上の１４０に’ｊｆ／Ｍｎ２台の強度
を示す。 しかし、この強度をいっそう高くすることが望ましいの
はもちろんである。 この種のチタン合金の強度は、主
として時効硬化により与えられるから、時効処理の効果
を高くすることにより、この要望にこたえることができ
る。
本発明の目的は、高強度のチタン合金において、時効処
理の硬化が高く、より高い強度の要請にこたえることの
できるチタン合金を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成する本発明のチタン合金は、Ｖ：５．
Ｏ〜１３．０％、Ｃｒ ：１．０〜７．０％およびＡ、
ｌ！：１．０〜５．０％を含有し、残部が実質的にＴｉ
からなる合金組成を有し、熱処理効果が高い高強度チタ
ン合金である。 本発明のチタン合金は、上記の基本組成に加えて、Ｓｎ
：５．０％以下を含有してもよい。
理の硬化が高く、より高い強度の要請にこたえることの
できるチタン合金を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成する本発明のチタン合金は、Ｖ：５．
Ｏ〜１３．０％、Ｃｒ ：１．０〜７．０％およびＡ、
ｌ！：１．０〜５．０％を含有し、残部が実質的にＴｉ
からなる合金組成を有し、熱処理効果が高い高強度チタ
ン合金である。 本発明のチタン合金は、上記の基本組成に加えて、Ｓｎ
：５．０％以下を含有してもよい。
本発明のチタン合金の組成を上記のように限定した理由
は、つぎのとおりである。 Ｖ：５．０〜１３．０％ 熱処理性を改善するβ相を形成し、安定化するために、
ＣｒとともにＶが必要である。 また、時効処理の際に、脆化の原因となるＴＩＣ「２の
生成を抑制するために、■が役立つ。 これらの効果は、５％以上の添加により得られる。 前
記した既知の合金においてはＶ：１３％を採用している
が、本発明では、ｌｉ金合金時効による高強度化に当っ
てＶがα相の析出を遅らせるという事実に注目して、上
記の添加効果が十分に得られ、かつ時効を速やかに進め
ることを意図して、１３％を上限に、通常はそれより低
目の含有量をえらぶようにした。 Ｃｒ ：１．Ｏ〜７．０％ Ｃｒはβ相の固溶強化をはかつて添加し、この目的のた
めには１％以上の添加を必要とする。 一方、過大なＣｒの存在は脆化の原因となるα相の析出
を遅くし、熱処理が長時間を要し不経済になるほか、Ｔ
１Ｃｒ２の生成量が増す。 １！：１．０〜５．０％ Ａ１は時効処理により析出してくるα相強化のため、１
．０％以上必要である。 この効果は５．０％を超える
と飽和する。 Ｓｎ：５．０％以下 ３ｎの存在は、α相、β相の両方の固溶強化にとって有
効であるから、適量添加することが好ましい。 大量に
添加しても効果が飽和してくるし、５ｎは比重が大きく
て軽合金というメリットを減殺するうえに、溶製時に偏
析しやすいことなどを考慮すると、５．０％までに止め
るのが得策である。 本発明のチタン合金を加工した後の溶体化処理は、前記
した既知の合金と同様に、７５０〜８５０℃の温度に１
時間程度加熱し、水冷することにより実施すればよい。 時効処理の温度は、下記の実施例にみるように、４５
０℃近辺が最適であって、この温度域は既知の合金のピ
ーク時効温度とほぼ同じである。 時間は１０時間以下
、７〜８時間で十分である。 ［実施例］ 表に示す組成（重量％、残部Ｔｉ）のチタン合金をプラ
ズマスカル炉で溶製して、直径１００ｍの円柱状インゴ
ットに鋳造した。 比較のため掲げたものはいずれも既
知のチタン合金であって、ＮαＡは６ＡＪ２−４Ｖ −
Ｔｉ合金、Ｎａ３は１３Ｖ−１１Ｃｒ −３Ａｕ−Ｔｉ
合金、そしてＮＱＣは１５Ｖ−３Ｏｒ−３Ａｆｌ−３Ｓ
ｎ−Ｔｉ合金である。 それぞれのインゴットを鍛伸して直径１７ｍの線材とし
、それから採取した試験片に対して、それぞれ表に示し
た条件で、溶体化処理および時効処理を施した。 溶体化処理後の段階および時効処理後の段階で、硬さ（
口ＲＣ）を測定した。 また、時効処理後の試験片につ
いて、引張強度および伸びを測定した。 それらの結果
を表にあわせて掲げるとともに、代表例としてえらんだ
Ｎα４とＮα９のデータを、第１図のグラフに示した。 第１図にみるように、時効温度が４５０℃の場合に最良
のデータが得られたので、次は温度を４５０℃に一定に
して、時効曲線を求めた。 第２図に示すグラフが得ら
れた。 表のデータから、本発明のチタン合金は１５０〜１６０
に’Ｊｆ／ｍｙ２のレベルの高強度を示すことがわかる
。 また、第２図から、本発明のチタン合金の熱処理効
果が高く、短い時効時間で高強度に到達することがわか
る。
は、つぎのとおりである。 Ｖ：５．０〜１３．０％ 熱処理性を改善するβ相を形成し、安定化するために、
ＣｒとともにＶが必要である。 また、時効処理の際に、脆化の原因となるＴＩＣ「２の
生成を抑制するために、■が役立つ。 これらの効果は、５％以上の添加により得られる。 前
記した既知の合金においてはＶ：１３％を採用している
が、本発明では、ｌｉ金合金時効による高強度化に当っ
てＶがα相の析出を遅らせるという事実に注目して、上
記の添加効果が十分に得られ、かつ時効を速やかに進め
ることを意図して、１３％を上限に、通常はそれより低
目の含有量をえらぶようにした。 Ｃｒ ：１．Ｏ〜７．０％ Ｃｒはβ相の固溶強化をはかつて添加し、この目的のた
めには１％以上の添加を必要とする。 一方、過大なＣｒの存在は脆化の原因となるα相の析出
を遅くし、熱処理が長時間を要し不経済になるほか、Ｔ
１Ｃｒ２の生成量が増す。 １！：１．０〜５．０％ Ａ１は時効処理により析出してくるα相強化のため、１
．０％以上必要である。 この効果は５．０％を超える
と飽和する。 Ｓｎ：５．０％以下 ３ｎの存在は、α相、β相の両方の固溶強化にとって有
効であるから、適量添加することが好ましい。 大量に
添加しても効果が飽和してくるし、５ｎは比重が大きく
て軽合金というメリットを減殺するうえに、溶製時に偏
析しやすいことなどを考慮すると、５．０％までに止め
るのが得策である。 本発明のチタン合金を加工した後の溶体化処理は、前記
した既知の合金と同様に、７５０〜８５０℃の温度に１
時間程度加熱し、水冷することにより実施すればよい。 時効処理の温度は、下記の実施例にみるように、４５
０℃近辺が最適であって、この温度域は既知の合金のピ
ーク時効温度とほぼ同じである。 時間は１０時間以下
、７〜８時間で十分である。 ［実施例］ 表に示す組成（重量％、残部Ｔｉ）のチタン合金をプラ
ズマスカル炉で溶製して、直径１００ｍの円柱状インゴ
ットに鋳造した。 比較のため掲げたものはいずれも既
知のチタン合金であって、ＮαＡは６ＡＪ２−４Ｖ −
Ｔｉ合金、Ｎａ３は１３Ｖ−１１Ｃｒ −３Ａｕ−Ｔｉ
合金、そしてＮＱＣは１５Ｖ−３Ｏｒ−３Ａｆｌ−３Ｓ
ｎ−Ｔｉ合金である。 それぞれのインゴットを鍛伸して直径１７ｍの線材とし
、それから採取した試験片に対して、それぞれ表に示し
た条件で、溶体化処理および時効処理を施した。 溶体化処理後の段階および時効処理後の段階で、硬さ（
口ＲＣ）を測定した。 また、時効処理後の試験片につ
いて、引張強度および伸びを測定した。 それらの結果
を表にあわせて掲げるとともに、代表例としてえらんだ
Ｎα４とＮα９のデータを、第１図のグラフに示した。 第１図にみるように、時効温度が４５０℃の場合に最良
のデータが得られたので、次は温度を４５０℃に一定に
して、時効曲線を求めた。 第２図に示すグラフが得ら
れた。 表のデータから、本発明のチタン合金は１５０〜１６０
に’Ｊｆ／ｍｙ２のレベルの高強度を示すことがわかる
。 また、第２図から、本発明のチタン合金の熱処理効
果が高く、短い時効時間で高強度に到達することがわか
る。
本発明のチタン合金は、従来使われて来た１３Ｖ−１１
Ｃｒ−３Ａｆｌ−Ｔｉ合金や１５Ｖ−３Ｃｒ−３，Ａｊ
−３Ｓｎ−Ｔｉ合金のそれを上回る引張強度を有する。 熱処理性もすぐ、れ、短時間の時効で高強度に至る。 合金組成中のＶの量は低目であるから、コストも従来品
より低い。 従って本発明のチタン合金は、自動車部品とくにコンロ
ッドの材料として好適であるほか、宇宙航空機そのほか
の機械部品であって、軽量かつ高強度を要求される用途
に対して有用な材料ということができる。
Ｃｒ−３Ａｆｌ−Ｔｉ合金や１５Ｖ−３Ｃｒ−３，Ａｊ
−３Ｓｎ−Ｔｉ合金のそれを上回る引張強度を有する。 熱処理性もすぐ、れ、短時間の時効で高強度に至る。 合金組成中のＶの量は低目であるから、コストも従来品
より低い。 従って本発明のチタン合金は、自動車部品とくにコンロ
ッドの材料として好適であるほか、宇宙航空機そのほか
の機械部品であって、軽量かつ高強度を要求される用途
に対して有用な材料ということができる。
図面はいずれも本発明の実施例のデータを示すものであ
って、第１図は時効温度と引張特性との関係をプロット
したグラフであり、第２図は最適時効温度におＣプる時
効時間と硬さとの関係をプロットした時効曲線である。 耐晴 （ＨＲＣ）
って、第１図は時効温度と引張特性との関係をプロット
したグラフであり、第２図は最適時効温度におＣプる時
効時間と硬さとの関係をプロットした時効曲線である。 耐晴 （ＨＲＣ）
Claims (2)
- （１）Ｖ：５．０〜１３．０％、Ｃｒ：１．０〜７．０
％およびＡｌ：１．０〜５．０％を含有し、残部が実質
的にＴｉからなる高強度チタン合金。 - （２）Ｖ：５．０〜１３．０％、Ｃｒ：１．０〜７．０
％およびＡｌ：１．０〜８．０％に加えて、Ｓｎ：５．
０％以下を含有し、残部が実質的にＴｉからなる高強度
チタン合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17382489A JPH0339430A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 高強度チタン合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17382489A JPH0339430A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 高強度チタン合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0339430A true JPH0339430A (ja) | 1991-02-20 |
Family
ID=15967834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17382489A Pending JPH0339430A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 高強度チタン合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0339430A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006200008A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Daido Steel Co Ltd | β型チタン合金およびβ型チタン合金製の部品 |
| JP2009007679A (ja) * | 2008-09-18 | 2009-01-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン合金およびチタン合金材の製造方法 |
| JP2010111928A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン合金、チタン合金部材、及びチタン合金部材製造方法 |
| KR101049437B1 (ko) * | 2011-01-17 | 2011-07-15 | (주) 금동강건 | 당김구가 설치되는 도로용 안전구조물 |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP17382489A patent/JPH0339430A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006200008A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Daido Steel Co Ltd | β型チタン合金およびβ型チタン合金製の部品 |
| JP2009007679A (ja) * | 2008-09-18 | 2009-01-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン合金およびチタン合金材の製造方法 |
| JP2010111928A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン合金、チタン合金部材、及びチタン合金部材製造方法 |
| KR101049437B1 (ko) * | 2011-01-17 | 2011-07-15 | (주) 금동강건 | 당김구가 설치되는 도로용 안전구조물 |
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