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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