JPH10251779A - 冷間加工性に優れたTi合金およびその製造法 - Google Patents
冷間加工性に優れたTi合金およびその製造法Info
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- JPH10251779A JPH10251779A JP5620997A JP5620997A JPH10251779A JP H10251779 A JPH10251779 A JP H10251779A JP 5620997 A JP5620997 A JP 5620997A JP 5620997 A JP5620997 A JP 5620997A JP H10251779 A JPH10251779 A JP H10251779A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷間加工性に優れたTi合金およびその製造
法を提供する。 【解決手段】 (1)重量%で、Al:0.1〜1.5
%、V:0.05〜1.3%、Fe:0.05〜2.0
%、O:0.05〜0.3%を含有し、残部Tiおよび
不可避不純物からなる組成を有するTi合金。(2)原
料として純Tiスクラップ、Ti−Al−V系Ti合金
スクラップ、鉄および酸化チタンを使用し、真空または
不活性性ガス雰囲気中で溶解する(1)記載の冷間加工
性に優れたTi合金の製造法。
法を提供する。 【解決手段】 (1)重量%で、Al:0.1〜1.5
%、V:0.05〜1.3%、Fe:0.05〜2.0
%、O:0.05〜0.3%を含有し、残部Tiおよび
不可避不純物からなる組成を有するTi合金。(2)原
料として純Tiスクラップ、Ti−Al−V系Ti合金
スクラップ、鉄および酸化チタンを使用し、真空または
不活性性ガス雰囲気中で溶解する(1)記載の冷間加工
性に優れたTi合金の製造法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷間加工性に優
れたTi合金およびその製造法に関するものである。
れたTi合金およびその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、Ti合金はジェツトエンジンな
ど航空機関連の構造部材として用いられており、特にT
i−6%Al−4%VまたはTi−3%Al−2.5%
VからなるTi−Al−V系Ti合金は最も多く使用さ
れている。これらTi−Al−V系Ti合金は、工業的
にはスポンジTi、Al−V母合金および純Alをプレ
スして固めた棒状の電極を水冷した銅ルツボとの間にア
ークを発生させ、電極自身を下部から順次溶かしていく
消耗電極法により作られる。この消耗電極法によるTi
−Al−V系Ti合金の溶解は、一回の溶解ではTi、
AlおよびVの濃度が全体から見て不均一なインゴット
しか得られないところから、一度溶解して得られたイン
ゴットを再溶解する操作を少なくとも2回以上行ってい
る。
ど航空機関連の構造部材として用いられており、特にT
i−6%Al−4%VまたはTi−3%Al−2.5%
VからなるTi−Al−V系Ti合金は最も多く使用さ
れている。これらTi−Al−V系Ti合金は、工業的
にはスポンジTi、Al−V母合金および純Alをプレ
スして固めた棒状の電極を水冷した銅ルツボとの間にア
ークを発生させ、電極自身を下部から順次溶かしていく
消耗電極法により作られる。この消耗電極法によるTi
−Al−V系Ti合金の溶解は、一回の溶解ではTi、
AlおよびVの濃度が全体から見て不均一なインゴット
しか得られないところから、一度溶解して得られたイン
ゴットを再溶解する操作を少なくとも2回以上行ってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スポンジT
i、Al−V母合金および純Alなどの処女原料で作製
したTi−Al−V系Ti合金は、真空または不活性性
ガス中で溶解鋳造しなければならず、原料自体の価格が
高いところからTi合金の価格も高く、さらにこれらT
i−Al−V系Ti合金は冷間加工性が悪いために特殊
な条件の加工をしなければならず、安価な民生品への大
量の適用は困難であった。
i、Al−V母合金および純Alなどの処女原料で作製
したTi−Al−V系Ti合金は、真空または不活性性
ガス中で溶解鋳造しなければならず、原料自体の価格が
高いところからTi合金の価格も高く、さらにこれらT
i−Al−V系Ti合金は冷間加工性が悪いために特殊
な条件の加工をしなければならず、安価な民生品への大
量の適用は困難であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような観点から、加工性に優れ、かつ民生品への
大量の適用が可能な安価なTi−Al−V系合金を製造
すべく研究を行った結果、(a)重量%で、Al:0.
1〜1.5%、V:0.05〜1.3%、Fe:0.0
5〜2.0%、O:0.05〜0.3%を含有し、残部
Tiおよび不可避不純物からなる組成を有するTi合金
は、50〜100kgf/mm2 の強度を有していると
ころから従来のTi−3%Al−2.5%VからなるT
i合金とほぼ同等の強度を有し、したがって十分実用に
耐え、かつ前記Ti−3%Al−2.5%VからなるT
i合金よりも冷間加工性に優れている、(b)前記Ti
合金は、原料として純Tiスクラップ、Ti−Al−V
系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタンを使用する
ことにより従来のTi−Al−V系Ti合金より安く製
造することができる、(c)前記純Tiスクラップ、T
i−Al−V系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタ
ンをプレス成形して得られた消耗電極を真空または不活
性性ガス雰囲気中で溶解することにより従来のTi−A
l−V系Ti合金より安く製造することができる、とい
う知見を得たのである。
上述のような観点から、加工性に優れ、かつ民生品への
大量の適用が可能な安価なTi−Al−V系合金を製造
すべく研究を行った結果、(a)重量%で、Al:0.
1〜1.5%、V:0.05〜1.3%、Fe:0.0
5〜2.0%、O:0.05〜0.3%を含有し、残部
Tiおよび不可避不純物からなる組成を有するTi合金
は、50〜100kgf/mm2 の強度を有していると
ころから従来のTi−3%Al−2.5%VからなるT
i合金とほぼ同等の強度を有し、したがって十分実用に
耐え、かつ前記Ti−3%Al−2.5%VからなるT
i合金よりも冷間加工性に優れている、(b)前記Ti
合金は、原料として純Tiスクラップ、Ti−Al−V
系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタンを使用する
ことにより従来のTi−Al−V系Ti合金より安く製
造することができる、(c)前記純Tiスクラップ、T
i−Al−V系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタ
ンをプレス成形して得られた消耗電極を真空または不活
性性ガス雰囲気中で溶解することにより従来のTi−A
l−V系Ti合金より安く製造することができる、とい
う知見を得たのである。
【0005】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、(1)重量%で、Al:0.1〜1.
5%、V:0.05〜1.3%、Fe:0.05〜2.
0%、O:0.05〜0.3%を含有し、残部Tiおよ
び不可避不純物からなる組成を有する冷間加工性に優れ
たTi合金、(2)原料として純Tiスクラップ、Ti
−Al−V系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタン
を使用し溶解する(1)記載の冷間加工性に優れたTi
合金の製造法、(3)原料として純Tiスクラップ、T
i−Al−V系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタ
ンをプレス成形して得られた消耗電極を真空または不活
性性ガス雰囲気中で溶解する(1)記載の冷間加工性に
優れたTi合金の製造法、に特徴を有するものである。
たものであって、(1)重量%で、Al:0.1〜1.
5%、V:0.05〜1.3%、Fe:0.05〜2.
0%、O:0.05〜0.3%を含有し、残部Tiおよ
び不可避不純物からなる組成を有する冷間加工性に優れ
たTi合金、(2)原料として純Tiスクラップ、Ti
−Al−V系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタン
を使用し溶解する(1)記載の冷間加工性に優れたTi
合金の製造法、(3)原料として純Tiスクラップ、T
i−Al−V系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタ
ンをプレス成形して得られた消耗電極を真空または不活
性性ガス雰囲気中で溶解する(1)記載の冷間加工性に
優れたTi合金の製造法、に特徴を有するものである。
【0006】この発明のTi合金の成分組成を前記のご
とく限定した理由を説明する。 Al AlはTi合金を強化する上で重要なα相安定化元素で
あるが、その含有量が0.1%未満では十分な強度が得
られず、一方、1.5%を越えて含有すると延性が低下
するので好ましくない。したがって、Alの含有量は
0.1〜1.5%に定めた。一層好ましい範囲は0.2
〜1.3%である。
とく限定した理由を説明する。 Al AlはTi合金を強化する上で重要なα相安定化元素で
あるが、その含有量が0.1%未満では十分な強度が得
られず、一方、1.5%を越えて含有すると延性が低下
するので好ましくない。したがって、Alの含有量は
0.1〜1.5%に定めた。一層好ましい範囲は0.2
〜1.3%である。
【0007】V VはTi合金の延性をあまり損なうことなく強度を向上
させることのできるβ相安定化元素であるが、その含有
量が0.05%未満では添加の効果が得られず、一方、
1.3%を越えて含有すると延性が低下するので好まし
くない。したがって、Vの含有量は0.05〜1.3%
に定めた。一層好ましい範囲は0.07〜1.0%であ
る。
させることのできるβ相安定化元素であるが、その含有
量が0.05%未満では添加の効果が得られず、一方、
1.3%を越えて含有すると延性が低下するので好まし
くない。したがって、Vの含有量は0.05〜1.3%
に定めた。一層好ましい範囲は0.07〜1.0%であ
る。
【0008】Fe FeはVと同様にTi合金の延性をあまり損なうことな
く強度を向上させるβ相安定化元素であるが、その含有
量が0.05%未満では添加の効果が得られず、一方、
2.0%を越えて含有すると延性が低下するので好まし
くない。したがって、Feの含有量は0.05〜2.0
%に定めた。一層好ましい範囲は0.1〜1.5%であ
る。
く強度を向上させるβ相安定化元素であるが、その含有
量が0.05%未満では添加の効果が得られず、一方、
2.0%を越えて含有すると延性が低下するので好まし
くない。したがって、Feの含有量は0.05〜2.0
%に定めた。一層好ましい範囲は0.1〜1.5%であ
る。
【0009】O OはAlと同様にTi合金を強化する上で重要なα相安
定化元素であるが、その含有量が0.05%未満では十
分な強度が得られず、一方、0.3%を越えて含有する
と延性が低下するので好ましくない。したがって、Oの
含有量は0.05〜0.3%に定めた。一層好ましい範
囲は0.05〜0.25%である。
定化元素であるが、その含有量が0.05%未満では十
分な強度が得られず、一方、0.3%を越えて含有する
と延性が低下するので好ましくない。したがって、Oの
含有量は0.05〜0.3%に定めた。一層好ましい範
囲は0.05〜0.25%である。
【0010】この発明のTi合金は、原料としてスポン
ジTi、Al−V母合金、純Al、鉄および酸化チタン
をプレスして固めた棒状の電極を水冷した銅ルツボとの
間にアークを発生させ、電極自身を下部から順次溶かし
ていく従来の消耗電極法により作ることができる。しか
し、原料として純Tiスクラップ、Ti−Al−V系T
i合金スクラップ、鉄および酸化チタン使用することに
より処女原料を使用するよりも安く製造することがで
き、さらにAl−V母合金を使用するよりもTi−Al
−V系Ti合金となっているスクラップを使用する方が
成分組成が早く均一になり、したがってこの発明のTi
合金を製造するに必要な溶解回数を減らすことができ
る。
ジTi、Al−V母合金、純Al、鉄および酸化チタン
をプレスして固めた棒状の電極を水冷した銅ルツボとの
間にアークを発生させ、電極自身を下部から順次溶かし
ていく従来の消耗電極法により作ることができる。しか
し、原料として純Tiスクラップ、Ti−Al−V系T
i合金スクラップ、鉄および酸化チタン使用することに
より処女原料を使用するよりも安く製造することがで
き、さらにAl−V母合金を使用するよりもTi−Al
−V系Ti合金となっているスクラップを使用する方が
成分組成が早く均一になり、したがってこの発明のTi
合金を製造するに必要な溶解回数を減らすことができ
る。
【0011】例えば、原料としてスポンジTi、Al−
V母合金、純Al、鉄および酸化チタンをプレスして固
めた棒状の電極を水冷した銅ルツボとの間にアークを発
生させ、電極自身を下部から順次溶かしてこの発明のT
i−Al−V−Fe−O系Ti合金を製造すると、棒状
の消耗電極を作製し少なくとも2回以上溶解する必要が
あるが、原料として純Tiスクラップ、Ti−Al−V
系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタン使用するこ
とにより、一回の溶解で全体が均一に固溶したTi合金
が得られ、溶解回数を減らすことができる。
V母合金、純Al、鉄および酸化チタンをプレスして固
めた棒状の電極を水冷した銅ルツボとの間にアークを発
生させ、電極自身を下部から順次溶かしてこの発明のT
i−Al−V−Fe−O系Ti合金を製造すると、棒状
の消耗電極を作製し少なくとも2回以上溶解する必要が
あるが、原料として純Tiスクラップ、Ti−Al−V
系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタン使用するこ
とにより、一回の溶解で全体が均一に固溶したTi合金
が得られ、溶解回数を減らすことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明を実施例により
具体的に説明する。原料として純Tiスクラップ、Ti
−6%Al−4%V合金スクラップ、Ti−3%Al−
2.5%V合金スクラップ、鉄および酸化チタンを用意
し、これら原料を表1および2に示される割合で真空溶
解炉に装入し、1800℃で溶解し鋳造して表1および
2に示される成分組成を有し、φ150mm×200m
mの寸法を有する本発明Ti−Al−V−Fe−O系T
i合金(以下、本発明Ti合金という)1〜10、比較
Ti−Al−V−Fe−O系Ti合金(以下、比較Ti
合金という)1〜4および従来のTi−3%Al−2.
5%Ti合金(以下、従来Ti合金という)のインゴッ
トを作製した。
具体的に説明する。原料として純Tiスクラップ、Ti
−6%Al−4%V合金スクラップ、Ti−3%Al−
2.5%V合金スクラップ、鉄および酸化チタンを用意
し、これら原料を表1および2に示される割合で真空溶
解炉に装入し、1800℃で溶解し鋳造して表1および
2に示される成分組成を有し、φ150mm×200m
mの寸法を有する本発明Ti−Al−V−Fe−O系T
i合金(以下、本発明Ti合金という)1〜10、比較
Ti−Al−V−Fe−O系Ti合金(以下、比較Ti
合金という)1〜4および従来のTi−3%Al−2.
5%Ti合金(以下、従来Ti合金という)のインゴッ
トを作製した。
【0013】これら本発明Ti合金1〜10、比較Ti
合金1〜4および従来Ti合金のインゴットを930℃
に加熱し、分塊鍛造により直径:30mmの丸棒に成形
し、この丸棒を790℃に加熱し、溝圧延により縦:1
4mm、横:14mmの断面寸法を有する角棒に成形
し、得られた角棒を温度:705℃、均熱時間:1時
間、冷却方法:空冷の条件で熱処理し、ついで機械加工
により引張り試験片を作製し、この引張り試験片を用い
て常温引張り試験を行い、引張り強さおよび伸びを測定
し、その結果を表1および2に示した。
合金1〜4および従来Ti合金のインゴットを930℃
に加熱し、分塊鍛造により直径:30mmの丸棒に成形
し、この丸棒を790℃に加熱し、溝圧延により縦:1
4mm、横:14mmの断面寸法を有する角棒に成形
し、得られた角棒を温度:705℃、均熱時間:1時
間、冷却方法:空冷の条件で熱処理し、ついで機械加工
により引張り試験片を作製し、この引張り試験片を用い
て常温引張り試験を行い、引張り強さおよび伸びを測定
し、その結果を表1および2に示した。
【0014】さらに、分塊鍛造により製造した直径:3
0mmの丸棒を1パスの断面減少量が30mm2 の冷間
圧延を割れが発生するまで繰り返し行い、割れが発生し
た冷間圧延のパス回数を測定して冷間加工性を評価し、
その結果を表1および2に示した。
0mmの丸棒を1パスの断面減少量が30mm2 の冷間
圧延を割れが発生するまで繰り返し行い、割れが発生し
た冷間圧延のパス回数を測定して冷間加工性を評価し、
その結果を表1および2に示した。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】表1および2に示される結果から、本発
明Ti合金1〜10は、従来Ti合金とほぼ同じ引張り
強さおよび伸びを有するにもかかわらず、従来Ti合金
よりも冷間加工性が優れていることが分かる。また、本
発明から外れた組成の比較Ti合金1〜4は引張強さが
優れるものの冷間加工性が著しく劣ることが分かる。上
述のように、この発明のTi合金は冷間加工性が優れて
おり、さらに原料としてスクラップを使用することによ
り溶解回数も減らすことができるので一層安価な冷間加
工性に優れたTi合金を提供することができ、産業上優
れた効果をもたらすものである。
明Ti合金1〜10は、従来Ti合金とほぼ同じ引張り
強さおよび伸びを有するにもかかわらず、従来Ti合金
よりも冷間加工性が優れていることが分かる。また、本
発明から外れた組成の比較Ti合金1〜4は引張強さが
優れるものの冷間加工性が著しく劣ることが分かる。上
述のように、この発明のTi合金は冷間加工性が優れて
おり、さらに原料としてスクラップを使用することによ
り溶解回数も減らすことができるので一層安価な冷間加
工性に優れたTi合金を提供することができ、産業上優
れた効果をもたらすものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、Al:0.1〜1.5%、
V:0.05〜1.3%、Fe:0.05〜2.0%、
O:0.05〜0.3%を含有し、残部Tiおよび不可
避不純物からなる組成を有することを特徴とする冷間加
工性に優れたTi合金。 - 【請求項2】 原料として純Tiスクラップ、Ti−A
l−V系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタンを使
用し、真空または不活性性ガス雰囲気中で溶解すること
を特徴とする請求項1記載の冷間加工性に優れたTi合
金の製造法。 - 【請求項3】 原料として純Tiスクラップ、Ti−A
l−V系Ti合金スクラップ、鉄および酸化チタンをプ
レス成形して得られた消耗電極を真空または不活性性ガ
ス雰囲気中で溶解することを特徴とする請求項1記載の
冷間加工性に優れたTi合金の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5620997A JPH10251779A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 冷間加工性に優れたTi合金およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5620997A JPH10251779A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 冷間加工性に優れたTi合金およびその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10251779A true JPH10251779A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13020730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5620997A Pending JPH10251779A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 冷間加工性に優れたTi合金およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10251779A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106811622A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-06-09 | 中世钛业有限公司 | 一种用于石油天然气输送的钛合金管及其制备方法 |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP5620997A patent/JPH10251779A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106811622A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-06-09 | 中世钛业有限公司 | 一种用于石油天然气输送的钛合金管及其制备方法 |
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