JPS6039134A - チタン族金属合金の溶解法 - Google Patents
チタン族金属合金の溶解法Info
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- JPS6039134A JPS6039134A JP14845783A JP14845783A JPS6039134A JP S6039134 A JPS6039134 A JP S6039134A JP 14845783 A JP14845783 A JP 14845783A JP 14845783 A JP14845783 A JP 14845783A JP S6039134 A JPS6039134 A JP S6039134A
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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】
この発明は消耗電極式真空アーク炉(以下MARという
)方式によるチタン族金属合金の溶解における強度調整
用炭素の添加方法の改良に係り、詳しくは強度調整用炭
素を熔解し易いセメンタイト、クロムカーバイド等の低
融点炭化物の形態でコンパクトに分散添加し、添加炭素
1,11の未溶融残存物に基く成品欠陥発生の防止を図
ったチタン族金属合金の溶解法に関する。
)方式によるチタン族金属合金の溶解における強度調整
用炭素の添加方法の改良に係り、詳しくは強度調整用炭
素を熔解し易いセメンタイト、クロムカーバイド等の低
融点炭化物の形態でコンパクトに分散添加し、添加炭素
1,11の未溶融残存物に基く成品欠陥発生の防止を図
ったチタン族金属合金の溶解法に関する。
チタン族金属合金の溶解法としては、一般に第1図の工
程図に示す如くにVAR方式により2回繰返して熔解・
鋳込を行う方法が採用8れている。
程図に示す如くにVAR方式により2回繰返して熔解・
鋳込を行う方法が採用8れている。
すなわち、例えば成分調整したヌボンジチタン、チタン
ヌクラップ、合金成分等からなる原料を混合機(1)で
混合した後プレス工程(2Jでコンパクト(3)と称す
る圧着成型物にプレスした後溶接工程(4)Kで前記コ
ンパクト(3)を多数つなぎ合せた棒状コンパクト(5
)を製造する。次に一次真空アーク炉(6/)において
、前記棒状コンパクト(5)を消耗電極(7/〕として
用い、該電極(7/)と鋳型(8/)内の溶湯(9)と
の間にアークを発生させてそのアーク熱により電極(7
/)を融解δせて鋳型(8/)に85込んで一次インコ
ットとする。次いで、さらにこの−次インゴットを複数
個つなぎ合せて二次真空アーク炉(6,2)の電極(7
2)として用い、上記同様に電極(72)を鋳型(8り
に鋳込んで二次インゴット(インゴット成品)とする。
ヌクラップ、合金成分等からなる原料を混合機(1)で
混合した後プレス工程(2Jでコンパクト(3)と称す
る圧着成型物にプレスした後溶接工程(4)Kで前記コ
ンパクト(3)を多数つなぎ合せた棒状コンパクト(5
)を製造する。次に一次真空アーク炉(6/)において
、前記棒状コンパクト(5)を消耗電極(7/〕として
用い、該電極(7/)と鋳型(8/)内の溶湯(9)と
の間にアークを発生させてそのアーク熱により電極(7
/)を融解δせて鋳型(8/)に85込んで一次インコ
ットとする。次いで、さらにこの−次インゴットを複数
個つなぎ合せて二次真空アーク炉(6,2)の電極(7
2)として用い、上記同様に電極(72)を鋳型(8り
に鋳込んで二次インゴット(インゴット成品)とする。
上述の如きチタン族金属合金の溶解においては、成品の
基本成分は規格でその範囲が決められている。これらの
基本成分の濃度は原料を適当に選択して規格に合致させ
ることは容易であるが、成品の機械的性質、特に引張強
度を指定値に合致させることは可成りむづかしい。そこ
で通常は引張強度が指定値に対【−で若干不足するよう
な場合、夕景の添加で強度の著しい向上が得られる強化
元素を用いて強度を調整して指定値に合致δせる方法が
行われており、このような強度調整用元素としては強度
向上能力の極めて大きい炭素が最も有効な元素として知
られている。そうして上記炭素の最高濃度は規格で指定
ちれているが、例えばT1−e A/!、−4’V合M
T高々11000J)I)程uのtiめで少量である。
基本成分は規格でその範囲が決められている。これらの
基本成分の濃度は原料を適当に選択して規格に合致させ
ることは容易であるが、成品の機械的性質、特に引張強
度を指定値に合致させることは可成りむづかしい。そこ
で通常は引張強度が指定値に対【−で若干不足するよう
な場合、夕景の添加で強度の著しい向上が得られる強化
元素を用いて強度を調整して指定値に合致δせる方法が
行われており、このような強度調整用元素としては強度
向上能力の極めて大きい炭素が最も有効な元素として知
られている。そうして上記炭素の最高濃度は規格で指定
ちれているが、例えばT1−e A/!、−4’V合M
T高々11000J)I)程uのtiめで少量である。
しかしこの炭素は一般に低融点のものが多く、溶解過程
での溶は残りが成品品質の欠陥につながるので、実用化
が1章めで困φ[[とされていた。すなわち、まず第一
に、そもそもVARによる溶解では、プレスされたコン
パクトからなる電極がアーク炉内で層状に熔解し、次い
で水冷銅鋳型内で層になって凝固するので、通常の朗火
物芥器内での溶解に比べて溶湯状態にある時間が楔めで
短がい。
での溶は残りが成品品質の欠陥につながるので、実用化
が1章めで困φ[[とされていた。すなわち、まず第一
に、そもそもVARによる溶解では、プレスされたコン
パクトからなる電極がアーク炉内で層状に熔解し、次い
で水冷銅鋳型内で層になって凝固するので、通常の朗火
物芥器内での溶解に比べて溶湯状態にある時間が楔めで
短がい。
従って一般に添加する合金元素の性質とl−て第一に具
備すべき条件は溶解l−易いということである。
備すべき条件は溶解l−易いということである。
そこで一般に添加する元素が高融点元素である場合には
、低融点の母合金と称する目的の合金を構成する元素と
の合金を予め作っておいて、これを代りに用いることが
多い。例えばTi−6At−4V合金の熔解においては
■は高融点であるため代シにAt、−V2O:50の低
融点の母合金を使用している。
、低融点の母合金と称する目的の合金を構成する元素と
の合金を予め作っておいて、これを代りに用いることが
多い。例えばTi−6At−4V合金の熔解においては
■は高融点であるため代シにAt、−V2O:50の低
融点の母合金を使用している。
しかし炭素の場合には上記のような目的の合金を173
成する元素との合金で低融点の母合金が見当らないので
、従来は一般に、黒鉛またばT1合金ではTic、Zr
合金ではZrC等が用いられていた。
成する元素との合金で低融点の母合金が見当らないので
、従来は一般に、黒鉛またばT1合金ではTic、Zr
合金ではZrC等が用いられていた。
そうしてこれらTic、 ZrCを微粉にするが、黒鉛
を微粉にして7ポンジにまぶすがして、溶解し易い形態
として用いるしか方法がなかった。しかしコh ラTi
−C,ZrC,C等Hいずれも融点が3000”c以」
二の高融点炭化物であるため、たとえ目的とする合金へ
の添加目標a度がその飽和溶解度のh00程度で十分と
いう緩やかな条件であるとはいえ、上述の如き短時間の
滞留では十分に熔解が完了しないで一部が未溶融で残存
し、この残存物が疵等の原因につながり、成品での欠陥
となるのである。
を微粉にして7ポンジにまぶすがして、溶解し易い形態
として用いるしか方法がなかった。しかしコh ラTi
−C,ZrC,C等Hいずれも融点が3000”c以」
二の高融点炭化物であるため、たとえ目的とする合金へ
の添加目標a度がその飽和溶解度のh00程度で十分と
いう緩やかな条件であるとはいえ、上述の如き短時間の
滞留では十分に熔解が完了しないで一部が未溶融で残存
し、この残存物が疵等の原因につながり、成品での欠陥
となるのである。
このように、炭素添加による強度向上の有効性について
は十分に周知されているにも拘らず、実用化となると問
題点があって実際には利用されていないというのが実情
であった。
は十分に周知されているにも拘らず、実用化となると問
題点があって実際には利用されていないというのが実情
であった。
本発明は上記に鑑み、VARによるチタン族金属合金の
溶解において、強度調整用炭素を低融点炭化物の形態で
添加して炭化物の未溶融残存物に基く成品の欠陥発生を
可及的に低減し、強度調整用炭素の利用を容易にしたチ
タン族金属合金の溶解法を提供しようとするものである
・ 本発明者らUVARによるチタン族金属合金の熔解にお
いて実用可能な低融点炭化物について種々調査研究を行
った。その結果、次の事丈を知見した。すなわちまず第
一に炭素はセメンタイト(Fe3C)の形態とすること
によって1225℃の低融点を得ることができる。そう
して前記Fe5Cは純度の高いものは極めて不安定で実
用的に適当ではなイ2)E、Fe5CIc Mn ’f
x VrしCrを0%ごえ〜30%の範囲に含有させる
ことにより実用的に支障ない程度の安定性が得られ、ま
た強度向上能力も従来のT1−C,ZrC等と略同等で
、また合金成分濃度の点からも規格に外れることなく収
拾し得るという事実を知見した。
溶解において、強度調整用炭素を低融点炭化物の形態で
添加して炭化物の未溶融残存物に基く成品の欠陥発生を
可及的に低減し、強度調整用炭素の利用を容易にしたチ
タン族金属合金の溶解法を提供しようとするものである
・ 本発明者らUVARによるチタン族金属合金の熔解にお
いて実用可能な低融点炭化物について種々調査研究を行
った。その結果、次の事丈を知見した。すなわちまず第
一に炭素はセメンタイト(Fe3C)の形態とすること
によって1225℃の低融点を得ることができる。そう
して前記Fe5Cは純度の高いものは極めて不安定で実
用的に適当ではなイ2)E、Fe5CIc Mn ’f
x VrしCrを0%ごえ〜30%の範囲に含有させる
ことにより実用的に支障ない程度の安定性が得られ、ま
た強度向上能力も従来のT1−C,ZrC等と略同等で
、また合金成分濃度の点からも規格に外れることなく収
拾し得るという事実を知見した。
また炭素はクロムカーバイドの形態をとることにより低
融点炭化物となし得るが、特にCr7C3は融点1”1
780’j:、Cr3C,2(d1890℃で適当であ
り、またこのようなCr量の少ないクロムカーバイドで
あれば、C濃度調整のために添加した場合でもCr量が
少ないのでCrアップの度合は小8く、合金配合中のO
r濃度の規格を越える上昇は回避できるので、強度調整
用炭素剤として十分に有効で[Lまた前記のF(3jC
と同様に合金成分濃度の点からもJ↓シ格に合格し得る
ことが判明した。
融点炭化物となし得るが、特にCr7C3は融点1”1
780’j:、Cr3C,2(d1890℃で適当であ
り、またこのようなCr量の少ないクロムカーバイドで
あれば、C濃度調整のために添加した場合でもCr量が
少ないのでCrアップの度合は小8く、合金配合中のO
r濃度の規格を越える上昇は回避できるので、強度調整
用炭素剤として十分に有効で[Lまた前記のF(3jC
と同様に合金成分濃度の点からもJ↓シ格に合格し得る
ことが判明した。
−また上記Fe5C,Cr7C3,Cr3C2の粒度と
しては、いずれも05問以下に粉砕した微粉とすること
によって、溶解し易さが大巾に向上し、VA−Fにおけ
る電極の溶解の如@極めて短時間の浴湯内滞留における
熔解においても完全な溶解が得られ、未溶部分が残存j
−ないという41実も知見した。
しては、いずれも05問以下に粉砕した微粉とすること
によって、溶解し易さが大巾に向上し、VA−Fにおけ
る電極の溶解の如@極めて短時間の浴湯内滞留における
熔解においても完全な溶解が得られ、未溶部分が残存j
−ないという41実も知見した。
本発明は上記知見に甚いてなされたものであって、その
要旨とするところは、 (1)消耗電極式真空アーク炉によるチタン族金属合金
の溶解において、消耗電極にセメンタイトを主成分とす
る低融点炭化物を分散添加せしめたコンパクトを使用し
て合金中の炭素濃度を調整することを特徴とするチタン
族金属合金の溶解法(2)消耗電極式真空アーク炉によ
るチタン族金属合金の溶解において、消耗電極VCCr
7C3またはC]TJC,2およびこれらの混合物から
なる低融点炭化物を分散添加せしめたコンパクトを使用
して谷金中の炭素濃度を調整することを特徴とするチタ
ン族金属合金の溶解法 にある。
要旨とするところは、 (1)消耗電極式真空アーク炉によるチタン族金属合金
の溶解において、消耗電極にセメンタイトを主成分とす
る低融点炭化物を分散添加せしめたコンパクトを使用し
て合金中の炭素濃度を調整することを特徴とするチタン
族金属合金の溶解法(2)消耗電極式真空アーク炉によ
るチタン族金属合金の溶解において、消耗電極VCCr
7C3またはC]TJC,2およびこれらの混合物から
なる低融点炭化物を分散添加せしめたコンパクトを使用
して谷金中の炭素濃度を調整することを特徴とするチタ
ン族金属合金の溶解法 にある。
次に本発明のチタン族金属合金の溶解法を図面に基いて
説明する。
説明する。
例えば第1図に示した工程による溶解において強度調整
用元素として炭素を使用する場合、炭素の添加は次のよ
うに行われる。
用元素として炭素を使用する場合、炭素の添加は次のよ
うに行われる。
強度調整用炭素添加剤としてセメンタイトを使用する場
合は、Fe2C中にMnかいしOrを0歯ごえ〜30%
含有せしめて調整したセメンタイI・を用い、またクロ
ムカーバイドを使用する場合は0r7C3またはCr3
C,およびCI”7CJ、 Cr5Cx (D混合物を
用い、これらの各添加剤はいずれも粒度をQ、 5 龍
以下とすることが必要である。
合は、Fe2C中にMnかいしOrを0歯ごえ〜30%
含有せしめて調整したセメンタイI・を用い、またクロ
ムカーバイドを使用する場合は0r7C3またはCr3
C,およびCI”7CJ、 Cr5Cx (D混合物を
用い、これらの各添加剤はいずれも粒度をQ、 5 龍
以下とすることが必要である。
添加方法は、第1図のブレス工程(2)においてプレス
によって原料からコンパクト(3)を製造する際に、コ
ンパクト(3)の中段に調整用要素剤を分散δせて装入
してもよいし、また混合イ幾(1)中に原料と調整用要
素剤とを共に装入して混合し原料中に調整用/!1il
l!素剤を均一に分散添加した後、ひきつづいてプレス
工程に送給してもよく、特に添加方法を限定するもので
はないが、調整用炭素剤が−か所に集中して添加てれる
と真空アーク溶解における短時間の滞留時間内での融解
に支障をきたすおそれがあるので、炭素剤は適当に分散
して添加することが特に望まれる。
によって原料からコンパクト(3)を製造する際に、コ
ンパクト(3)の中段に調整用要素剤を分散δせて装入
してもよいし、また混合イ幾(1)中に原料と調整用要
素剤とを共に装入して混合し原料中に調整用/!1il
l!素剤を均一に分散添加した後、ひきつづいてプレス
工程に送給してもよく、特に添加方法を限定するもので
はないが、調整用炭素剤が−か所に集中して添加てれる
と真空アーク溶解における短時間の滞留時間内での融解
に支障をきたすおそれがあるので、炭素剤は適当に分散
して添加することが特に望まれる。
次に実施例を掲げて本発明の詳細な説明する。
実施例1
表IK示す目標成分(7) Ti −6At−4V合金
の400酊fX150011111tのインゴットを、
第1図に示したVARを用いて溶製するに際して、不発
明方法に基いて目標値の炭素量を得るための強度調整用
炭素剤として用いたセメンタイト、Cr7C3,Cr3
C,2および目標値のTi、 At、 V成分を得るた
めのヌポンジTj−1AI−V合金、純At板等をそれ
ぞれ表2−1.表2−TI、表2−■「に示す配合割合
で調整シテコンパクト材料とした。
の400酊fX150011111tのインゴットを、
第1図に示したVARを用いて溶製するに際して、不発
明方法に基いて目標値の炭素量を得るための強度調整用
炭素剤として用いたセメンタイト、Cr7C3,Cr3
C,2および目標値のTi、 At、 V成分を得るた
めのヌポンジTj−1AI−V合金、純At板等をそれ
ぞれ表2−1.表2−TI、表2−■「に示す配合割合
で調整シテコンパクト材料とした。
表2−I
表2−M
表 2−m
」二H已各コンパクトをアーク溶解してそれぞれ表3−
I、表3−π、表s−mに示す成分の本発明例のインゴ
ット供試材を得た。
I、表3−π、表s−mに示す成分の本発明例のインゴ
ット供試材を得た。
また比較のため、セメンタイトを含まないほかは上記表
2−Iと同様のコンパクト材料を用いて溶解を行い表4
に示す成分の比較例のインゴット供試材を得た。
2−Iと同様のコンパクト材料を用いて溶解を行い表4
に示す成分の比較例のインゴット供試材を得た。
表8−I
表3−I[
表a−m
上記本発明例と比較例の比較から次のことが確認δれた
。すなわち、比較例の表4は強度調整用炭素の添加を行
わなかったのでインゴット中の0分に0.01%にとど
まって目標値の0.02Xに得られなかった。これに対
し本発明例の表8−I、表3−II、表a−mの供試材
はいずれもCが目標値の0.02%を達成しており、ま
た表3−■、表3−■、表3−■に示す如くインゴット
の高さ方向における成分のバラツキは殆ど見られなかっ
た。
。すなわち、比較例の表4は強度調整用炭素の添加を行
わなかったのでインゴット中の0分に0.01%にとど
まって目標値の0.02Xに得られなかった。これに対
し本発明例の表8−I、表3−II、表a−mの供試材
はいずれもCが目標値の0.02%を達成しており、ま
た表3−■、表3−■、表3−■に示す如くインゴット
の高さ方向における成分のバラツキは殆ど見られなかっ
た。
また上記本発明のインゴットを10On$のビレットに
鍛造し、各ビレットにおいて1mピッチで100111
長δの縦断面のC#を調査したところ、Cの偏析は皆無
であり、本発明方法によって目標成分値ならびに所望の
引張強度値を満足する極めて健全なTi−13At−4
V合金のインゴット成品を得ることができた。
鍛造し、各ビレットにおいて1mピッチで100111
長δの縦断面のC#を調査したところ、Cの偏析は皆無
であり、本発明方法によって目標成分値ならびに所望の
引張強度値を満足する極めて健全なTi−13At−4
V合金のインゴット成品を得ることができた。
以上記述した如く、本発明のチタン族金属合金の溶解法
は、VAR方式によるチタン族金属合金の製造において
、強度調整用炭素を溶解し易い低融点化合物の形態で添
加することによって、強度調整用炭素の添加に係る未溶
融残存物に基く成品品質の欠陥発生を回避することを可
能としたので、チタン族金属合金の溶解における品質、
特に引張強度の向上に大きな効果を発揮する。
は、VAR方式によるチタン族金属合金の製造において
、強度調整用炭素を溶解し易い低融点化合物の形態で添
加することによって、強度調整用炭素の添加に係る未溶
融残存物に基く成品品質の欠陥発生を回避することを可
能としたので、チタン族金属合金の溶解における品質、
特に引張強度の向上に大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図はVAR方式によるチタン族金属合金の溶解工程
図である。 ■=混合機、2:プレス工程、3:コンパクト、4:溶
接工程、5:棒状コンパクト、6/ニ一次真空アーク炉
、6コ:二次真空アーク炉、7/、7.2:電極、8/
、8J:鋳型第 1 図 −211−
図である。 ■=混合機、2:プレス工程、3:コンパクト、4:溶
接工程、5:棒状コンパクト、6/ニ一次真空アーク炉
、6コ:二次真空アーク炉、7/、7.2:電極、8/
、8J:鋳型第 1 図 −211−
Claims (2)
- (1)消耗電極式真空アーク炉によるチタン族金属合金
の溶解法において、消耗電極にセメンタイトを主成分と
する低融点炭化物を分散添加したコンパクトを用いて溶
解し、合金中の炭素濃度を調整することを特徴とするチ
タン族金属合金の溶解法。 - (2)消耗電極式真空アーク炬によるチタン族金属合金
の溶解法において、消耗電極にCr7C,yまたはCr
3C,2およびこれらの混合物からなる低融点炭化物を
分散添加したコンパクトを用いて溶解し、合金中の炭素
濃度を調整することを特徴とするチタン族金属合金の溶
解法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14845783A JPS6039134A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | チタン族金属合金の溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14845783A JPS6039134A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | チタン族金属合金の溶解法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6039134A true JPS6039134A (ja) | 1985-02-28 |
Family
ID=15453186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14845783A Pending JPS6039134A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | チタン族金属合金の溶解法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6039134A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07268477A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-17 | Kyoei Seiko Kk | 鋼片加熱・保温用トンネル炉 |
US5460701A (en) * | 1993-07-27 | 1995-10-24 | Nanophase Technologies Corporation | Method of making nanostructured materials |
CN101906498A (zh) * | 2010-08-25 | 2010-12-08 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 综合冶炼钒钛铁矿的方法 |
JP2021028410A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 日本製鉄株式会社 | 溶解原料および溶解素材と鋳塊の製造方法 |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP14845783A patent/JPS6039134A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5460701A (en) * | 1993-07-27 | 1995-10-24 | Nanophase Technologies Corporation | Method of making nanostructured materials |
US5874684A (en) * | 1993-07-27 | 1999-02-23 | Nanophase Technologies Corporation | Nanocrystalline materials |
JPH07268477A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-17 | Kyoei Seiko Kk | 鋼片加熱・保温用トンネル炉 |
CN101906498A (zh) * | 2010-08-25 | 2010-12-08 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 综合冶炼钒钛铁矿的方法 |
JP2021028410A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 日本製鉄株式会社 | 溶解原料および溶解素材と鋳塊の製造方法 |
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