JPH0649567A - 高強度TiAl系金属間化合物 - Google Patents
高強度TiAl系金属間化合物Info
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- JPH0649567A JPH0649567A JP22803892A JP22803892A JPH0649567A JP H0649567 A JPH0649567 A JP H0649567A JP 22803892 A JP22803892 A JP 22803892A JP 22803892 A JP22803892 A JP 22803892A JP H0649567 A JPH0649567 A JP H0649567A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tial
- intermetallic compound
- phase
- region
- layered
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- Pending
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度化を達成されたTiAl系金属間化合
物を提供する。 【構成】 TiAl系金属間化合物の金属組織が複数の
層状組織領域RL を有する。各層状組織領域RL はTi
Al相LaとTi3 Al相Lbとを交互に積層してなる
複数の層状組織部Lより構成される。それら層状組織部
Lは、層状組織領域RL において両相La,Lbの積層
方向Aが不規則になるように配置されている。各層状組
織領域RL はTiAl系金属間化合物の常温強度向上に
寄与し、また前記不規則化は常温強度の方向性を緩和す
る。
物を提供する。 【構成】 TiAl系金属間化合物の金属組織が複数の
層状組織領域RL を有する。各層状組織領域RL はTi
Al相LaとTi3 Al相Lbとを交互に積層してなる
複数の層状組織部Lより構成される。それら層状組織部
Lは、層状組織領域RL において両相La,Lbの積層
方向Aが不規則になるように配置されている。各層状組
織領域RL はTiAl系金属間化合物の常温強度向上に
寄与し、また前記不規則化は常温強度の方向性を緩和す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高強度TiAl系金属間
化合物に関する。
化合物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、TiAl系金属間化合物は軽量
で、且つ耐熱性を有することからエンジン部品等の構成
材料として期待されており、その金属組織をTiAl等
軸晶およびTi3 Al等軸晶の少なくとも一方より構成
した、等軸組織を有するものが公知である。
で、且つ耐熱性を有することからエンジン部品等の構成
材料として期待されており、その金属組織をTiAl等
軸晶およびTi3 Al等軸晶の少なくとも一方より構成
した、等軸組織を有するものが公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
TiAl系金属間化合物は常温強度が十分でなく、未だ
実用化の段階に至っていない。
TiAl系金属間化合物は常温強度が十分でなく、未だ
実用化の段階に至っていない。
【0004】本発明は前記に鑑み、金属組織を改善する
ことによって高強度化を達成し得るようにした前記Ti
Al系金属間化合物を提供することを目的とする。
ことによって高強度化を達成し得るようにした前記Ti
Al系金属間化合物を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高強度Ti
Al系金属間化合物は、金属組織が複数の層状組織領域
を有し、各層状組織領域はTiAl相とTi3 Al相と
を交互に積層してなる複数の層状組織部より構成され、
それら層状組織部は、前記層状組織領域において前記両
相の積層方向が不規則になるように配置されていること
を特徴とする。
Al系金属間化合物は、金属組織が複数の層状組織領域
を有し、各層状組織領域はTiAl相とTi3 Al相と
を交互に積層してなる複数の層状組織部より構成され、
それら層状組織部は、前記層状組織領域において前記両
相の積層方向が不規則になるように配置されていること
を特徴とする。
【0006】
【作用】TiAl系金属間化合物の金属組織が、TiA
l相(γ相)とTi3 Al相(α2 相)とを交互に積層
してなる複数の層状組織領域を備えていると、その層状
組織領域の強度向上作用によってTiAl系金属間化合
物の常温強度が向上する。この場合、両相の積層方向が
各層状組織領域において一方向であると、TiAl系金
属間化合物の常温強度は、各層状組織領域が持つ高度の
規則性に起因して極めて方向性の強いものとなる。
l相(γ相)とTi3 Al相(α2 相)とを交互に積層
してなる複数の層状組織領域を備えていると、その層状
組織領域の強度向上作用によってTiAl系金属間化合
物の常温強度が向上する。この場合、両相の積層方向が
各層状組織領域において一方向であると、TiAl系金
属間化合物の常温強度は、各層状組織領域が持つ高度の
規則性に起因して極めて方向性の強いものとなる。
【0007】そこで、各層状組織領域を複数の層状組織
部より構成し、それら層状組織部を両相の積層方向が不
規則(アトランダム)になるように配置すると、各層状
組織領域が殆ど規則性を持たなくなるので、TiAl系
金属間化合物における常温強度の方向性が緩和される。
これにより等方的な常温強度を備えた高強度TiAl系
金属間化合物を提供することができる。
部より構成し、それら層状組織部を両相の積層方向が不
規則(アトランダム)になるように配置すると、各層状
組織領域が殆ど規則性を持たなくなるので、TiAl系
金属間化合物における常温強度の方向性が緩和される。
これにより等方的な常温強度を備えた高強度TiAl系
金属間化合物を提供することができる。
【0008】
【実施例】図1はTiAl系金属間化合物(以下、Ti
Al系IMCと称す)の金属組織を模型的に示したもの
で、その組織は複数の層状組織領域RL と複数の単一組
織領域RS とよりなる。各層状組織領域RL はγ相(T
iAl相)Laとα2 相(Ti3 Al相)Lbとを交互
に積層してなる複数の微細な層状組織部Lより構成さ
れ、それら層状組織部Lは層状組織領域RL において両
相La,Lbの積層方向Aが不規則になるように配置さ
れている。単一組織領域RS はγ等軸晶より構成され
る。
Al系IMCと称す)の金属組織を模型的に示したもの
で、その組織は複数の層状組織領域RL と複数の単一組
織領域RS とよりなる。各層状組織領域RL はγ相(T
iAl相)Laとα2 相(Ti3 Al相)Lbとを交互
に積層してなる複数の微細な層状組織部Lより構成さ
れ、それら層状組織部Lは層状組織領域RL において両
相La,Lbの積層方向Aが不規則になるように配置さ
れている。単一組織領域RS はγ等軸晶より構成され
る。
【0009】この種TiAl系IMCは、溶解、均質化
熱処理、真空恒温鍛造加工(微細化処理)、溶体化処理
および時効熱処理を経て製造される。その組成は35原
子%≦Al≦52原子%および残部Tiである。また層
状組織領域RL の体積分率VfはTiAl系IMCの常
温強度向上を図るためにVf≧0.5%に設定される。
この場合、Vf<0.5%ではTiAl系IMCの常温
強度向上効果が低くなる。層状組織領域RL の体積分率
Vfは、好ましくはVf≧20%である。層状組織部L
の粒径Dは、TiAl系IMCの常温強度向上の観点か
らD≦50μmが適当である。
熱処理、真空恒温鍛造加工(微細化処理)、溶体化処理
および時効熱処理を経て製造される。その組成は35原
子%≦Al≦52原子%および残部Tiである。また層
状組織領域RL の体積分率VfはTiAl系IMCの常
温強度向上を図るためにVf≧0.5%に設定される。
この場合、Vf<0.5%ではTiAl系IMCの常温
強度向上効果が低くなる。層状組織領域RL の体積分率
Vfは、好ましくはVf≧20%である。層状組織部L
の粒径Dは、TiAl系IMCの常温強度向上の観点か
らD≦50μmが適当である。
【0010】以下、TiAl系IMCの具体例について
説明する。
説明する。
【0011】純度99.8%のTi(スポンジチタン)
と、純度99.99%のAl(アルミショット)とを、
Ti−47原子%Alとなるように秤量して原料を調製
した。原料を非消耗型タングステンアーク溶解炉を用い
て溶解することにより40gの複数の素材を得た。各素
材の均質化を狙って1回目の溶解を行った後その素材を
裏返して2回目の溶解を行い、これを再度繰返すことに
よって合計4回の溶解を行った。各素材に1200℃、
48時間の条件下で均質化熱処理を施し、次いでそれら
素材に1100℃、加工率80%の条件下で真空恒温鍛
造加工を施して鍛造材を得た。
と、純度99.99%のAl(アルミショット)とを、
Ti−47原子%Alとなるように秤量して原料を調製
した。原料を非消耗型タングステンアーク溶解炉を用い
て溶解することにより40gの複数の素材を得た。各素
材の均質化を狙って1回目の溶解を行った後その素材を
裏返して2回目の溶解を行い、これを再度繰返すことに
よって合計4回の溶解を行った。各素材に1200℃、
48時間の条件下で均質化熱処理を施し、次いでそれら
素材に1100℃、加工率80%の条件下で真空恒温鍛
造加工を施して鍛造材を得た。
【0012】前記構造の層状組織領域RL を形成するた
めの準備段階として、各鍛造材に、表1に示す温度およ
び時間条件下で溶体化処理を施して中間体(1)〜
(8)を得た。この処理における急冷手段としては水冷
が適用された。前記温度条件は、α相のみが存する温度
域ならびにα相およびγ相が存する温度域にそれぞれ対
応する(なお、α相とα2 相とは同一組成であるが、1
125℃以上の温度域ではα相と称され、一方、112
5℃未満の温度域ではα2 相と称される)。溶体化処理
に当っては、酸素等による汚染防止上、各鍛造材を高純
度石英管内に真空封入し、その際石英管と鍛造材との反
応を防ぐため鍛造材を純度99.9%のジルコニア中に
埋込み、また残留ガス成分を吸収させるため、Ti粉末
よりなる圧粉体をジルコニア中に埋込んだ。
めの準備段階として、各鍛造材に、表1に示す温度およ
び時間条件下で溶体化処理を施して中間体(1)〜
(8)を得た。この処理における急冷手段としては水冷
が適用された。前記温度条件は、α相のみが存する温度
域ならびにα相およびγ相が存する温度域にそれぞれ対
応する(なお、α相とα2 相とは同一組成であるが、1
125℃以上の温度域ではα相と称され、一方、112
5℃未満の温度域ではα2 相と称される)。溶体化処理
に当っては、酸素等による汚染防止上、各鍛造材を高純
度石英管内に真空封入し、その際石英管と鍛造材との反
応を防ぐため鍛造材を純度99.9%のジルコニア中に
埋込み、また残留ガス成分を吸収させるため、Ti粉末
よりなる圧粉体をジルコニア中に埋込んだ。
【0013】
【表1】 各中間体(1)〜(8)に、真空中、900℃、3時間
の条件下で時効熱処理を施し、複数の層状組織領域RL
を有すると共にその領域RL の体積分率Vfを種々調整
された8種のTiAl系IMCを得た。
の条件下で時効熱処理を施し、複数の層状組織領域RL
を有すると共にその領域RL の体積分率Vfを種々調整
された8種のTiAl系IMCを得た。
【0014】次に、各TiAl系IMCに機械加工を施
して4点曲げ試験片を製作し、各試験片について常温下
で曲げ試験を行って曲げ強さを測定した。この曲げ試験
後各試験片における層状組織領域RL の体積分率Vfを
測定し、それと曲げ強さとの関係を求めた。
して4点曲げ試験片を製作し、各試験片について常温下
で曲げ試験を行って曲げ強さを測定した。この曲げ試験
後各試験片における層状組織領域RL の体積分率Vfを
測定し、それと曲げ強さとの関係を求めた。
【0015】表2は、各TiAl系IMC(1)〜
(8)における層状組織領域RL の体積分率Vfを示
す。各TiAl系IMC(1)〜(8)は各中間体
(1)〜(8)に対応する。
(8)における層状組織領域RL の体積分率Vfを示
す。各TiAl系IMC(1)〜(8)は各中間体
(1)〜(8)に対応する。
【0016】
【表2】 図2(a)はTiAl系IMC(6)の金属組織を示す
顕微鏡写真(1000倍)であり、(b)は(a)の概
略写図である。本図において、複数の層状組織領域RL
と複数の単一組織領域RS が観察される。(b)には、
層状組織領域(RL )の代表例4箇所を一点鎖線で囲む
ことによって表示した。
顕微鏡写真(1000倍)であり、(b)は(a)の概
略写図である。本図において、複数の層状組織領域RL
と複数の単一組織領域RS が観察される。(b)には、
層状組織領域(RL )の代表例4箇所を一点鎖線で囲む
ことによって表示した。
【0017】図3は、各TiAl系IMCにおける層状
組織領域RL の体積分率Vfと曲げ強さとの関係を示
す。図中、各点(1)〜(8)は各TiAl系IMC
(1)〜(8)に対応する。
組織領域RL の体積分率Vfと曲げ強さとの関係を示
す。図中、各点(1)〜(8)は各TiAl系IMC
(1)〜(8)に対応する。
【0018】また体積分率Vf=0は比較例(9)であ
り、時効熱処理条件を1000℃、72時間に設定した
ものである。その他の条件は前記の場合と同じである。
図4は比較例の金属組織を示す顕微鏡写真(500倍)
であり、黒色の塊状部分はγ等軸晶、白色の塊状部分は
α2 等軸晶である。したがって比較例の金属組織は等軸
組織である。
り、時効熱処理条件を1000℃、72時間に設定した
ものである。その他の条件は前記の場合と同じである。
図4は比較例の金属組織を示す顕微鏡写真(500倍)
であり、黒色の塊状部分はγ等軸晶、白色の塊状部分は
α2 等軸晶である。したがって比較例の金属組織は等軸
組織である。
【0019】図3から明らかなように、層状組織領域R
L の体積分率Vf≧0.5%において曲げ強さが比較例
(9)のそれに比べて明確に上昇し、そして体積分率2
0%≦Vf≦100%において、曲げ強さは比較例
(9)の略2倍に上昇すると共に略一定となる。これら
のことから、層状組織領域RL の体積分率VfはVf≧
0.5%、好ましくはVf≧20%に設定される。
L の体積分率Vf≧0.5%において曲げ強さが比較例
(9)のそれに比べて明確に上昇し、そして体積分率2
0%≦Vf≦100%において、曲げ強さは比較例
(9)の略2倍に上昇すると共に略一定となる。これら
のことから、層状組織領域RL の体積分率VfはVf≧
0.5%、好ましくはVf≧20%に設定される。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、金属組織を前記のよう
に構成することによって等方的な常温強度を備えた高強
度TiAl系金属間化合物を提供することができる。
に構成することによって等方的な常温強度を備えた高強
度TiAl系金属間化合物を提供することができる。
【図1】TiAl系金属間化合物の金属組織を示す概略
図である。
図である。
【図2】(a)はTiAl系金属間化合物の金属組織を
示す顕微鏡写真、(b)は(a)の概略写図である。
示す顕微鏡写真、(b)は(a)の概略写図である。
【図3】層状組織領域の体積分率Vfと曲げ強さとの関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図4】比較例の金属組織を示す顕微鏡写真である。
RL 層状組織領域 L 層状組織部 La γ相(TiAl相) Lb α2 相(Ti3 Al相) A 積層方向
Claims (2)
- 【請求項1】 金属組織が複数の層状組織領域(RL )
を有し、各層状組織領域(RL )はTiAl相(La)
とTi3 Al相(Lb)とを交互に積層してなる複数の
層状組織部(L)より構成され、それら層状組織部
(L)は、前記層状組織領域(RL )において前記両相
(La,Lb)の積層方向(A)が不規則になるように
配置されていることを特徴とする高強度TiAl系金属
間化合物。 - 【請求項2】 前記層状組織領域(RL )の体積分率V
fがVf≧0.5%である、請求項1記載の高強度Ti
Al系金属間化合物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22803892A JPH0649567A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 高強度TiAl系金属間化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22803892A JPH0649567A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 高強度TiAl系金属間化合物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0649567A true JPH0649567A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16870228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22803892A Pending JPH0649567A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 高強度TiAl系金属間化合物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0649567A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7172195B2 (en) | 2003-12-04 | 2007-02-06 | Nisca Corporation | Image reading apparatus |
US7270325B2 (en) | 2003-12-04 | 2007-09-18 | Nisca Corporation | Sheet feeding apparatus, image reading apparatus, and method of detecting double feed |
US7331578B2 (en) | 2004-06-08 | 2008-02-19 | Nisca Corporation | Sheet feeding device and method for detecting overlapping sheets |
US7347419B2 (en) | 2003-12-24 | 2008-03-25 | Nisca Corporation | Sheet supplying device, image reading apparatus having the same and method of detecting overlapping sheets |
US7425001B2 (en) | 2003-07-17 | 2008-09-16 | Nisca Corporation | Sheet handling apparatus and image reading apparatus |
US7552924B2 (en) | 2003-12-04 | 2009-06-30 | Nisca Corporation | Sheet feeding apparatus, image reading apparatus equipped with the same, and method of detecting double feed |
-
1992
- 1992-08-04 JP JP22803892A patent/JPH0649567A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7425001B2 (en) | 2003-07-17 | 2008-09-16 | Nisca Corporation | Sheet handling apparatus and image reading apparatus |
US7172195B2 (en) | 2003-12-04 | 2007-02-06 | Nisca Corporation | Image reading apparatus |
US7270325B2 (en) | 2003-12-04 | 2007-09-18 | Nisca Corporation | Sheet feeding apparatus, image reading apparatus, and method of detecting double feed |
US7552924B2 (en) | 2003-12-04 | 2009-06-30 | Nisca Corporation | Sheet feeding apparatus, image reading apparatus equipped with the same, and method of detecting double feed |
US7347419B2 (en) | 2003-12-24 | 2008-03-25 | Nisca Corporation | Sheet supplying device, image reading apparatus having the same and method of detecting overlapping sheets |
US7331578B2 (en) | 2004-06-08 | 2008-02-19 | Nisca Corporation | Sheet feeding device and method for detecting overlapping sheets |
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