JPS59581B2 - 銀を添加した金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 - Google Patents
銀を添加した金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金Info
- Publication number
- JPS59581B2 JPS59581B2 JP613782A JP613782A JPS59581B2 JP S59581 B2 JPS59581 B2 JP S59581B2 JP 613782 A JP613782 A JP 613782A JP 613782 A JP613782 A JP 613782A JP S59581 B2 JPS59581 B2 JP S59581B2
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- Japan
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- silver
- tial
- intermetallic compound
- alloy
- phase
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は延性を改善した耐熱性の金属間化合物ＴｉＡ１
基合金に関する。
基合金に関する。
チタンとアルミニウム２元系にはアルミニウム含有量が
重量にして約３４％から６０％の範囲にわたって結晶構
造がＬ１ｏである金属間化合物相ＴｉＡＩ（以下ＴｉＡ
ｌ相と言う）が存在する。
重量にして約３４％から６０％の範囲にわたって結晶構
造がＬ１ｏである金属間化合物相ＴｉＡＩ（以下ＴｉＡ
ｌ相と言う）が存在する。
このＴｉＡｌ相は次の特徴をもつ。■ 軽い
■ 高温における耐酸化性がよい。
■ 温度上昇と共に強度が増加し、約７００℃で最大と
なる。
なる。
■ 延性に乏しい。
このため、ＴｉＡｌ相をベースとする合金は画期的な軽
量耐熱材料となる可能性を秘めており、数多くの研究が
なされている。
量耐熱材料となる可能性を秘めており、数多くの研究が
なされている。
しかし現在までこの系の合金の延性の乏しい欠点を改善
することができず、ＴｉＡ１基合金として実用化された
ものはない。本発明の目的は、ＴｉＡｌ相をベースとし
た金属間化合物ＴｉＡ１基合金の延性を改善し、実用し
得るＴｉＡ１基耐熱合金を提供するにある。
することができず、ＴｉＡ１基合金として実用化された
ものはない。本発明の目的は、ＴｉＡｌ相をベースとし
た金属間化合物ＴｉＡ１基合金の延性を改善し、実用し
得るＴｉＡ１基耐熱合金を提供するにある。
本発明者は前記目的を達成せんと研究の結果、チタンと
アルミニウムを重量比で６６：３４〜４０：６０とする
結晶型がＬ１ｏである金属間化合物相ＴｉＡｌをベース
とするものに銀または銀合金を添加すると、ＴｉＡ１基
合金の延性が著しく向上し得られることを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成した。本発明者の研究によ
れば、結晶型がＬｌｏである金属間化合物相ＴｉＡｌと
銀は包晶反応を含む擬２元系を構成する。
アルミニウムを重量比で６６：３４〜４０：６０とする
結晶型がＬ１ｏである金属間化合物相ＴｉＡｌをベース
とするものに銀または銀合金を添加すると、ＴｉＡ１基
合金の延性が著しく向上し得られることを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成した。本発明者の研究によ
れば、結晶型がＬｌｏである金属間化合物相ＴｉＡｌと
銀は包晶反応を含む擬２元系を構成する。
１例としてＴｉＡｌ相中のＴｉ含有量とＡｌ含有量の重
量比が６２．５：３７．５である場合を第１図に示す。
量比が６２．５：３７．５である場合を第１図に示す。
状態図から判るように銀を含むＴｉＡ１基合金では、凝
固に際してＴｉＡｌ相である結晶粒が銀の一次固溶体に
よって囲まれた組織となり、ＴｉＡｌ相同士の粒界は消
失する。これが銀を添加したＴｉＡ１基合金の延性が向
上する原因であると考えられる。ＴｉＡ１相は他の多く
の元素、例えばニオブ、ジルコニウム、バナジウム、ク
ロム、タングステン、タンタルなどの元素を固溶する。
固に際してＴｉＡｌ相である結晶粒が銀の一次固溶体に
よって囲まれた組織となり、ＴｉＡｌ相同士の粒界は消
失する。これが銀を添加したＴｉＡ１基合金の延性が向
上する原因であると考えられる。ＴｉＡ１相は他の多く
の元素、例えばニオブ、ジルコニウム、バナジウム、ク
ロム、タングステン、タンタルなどの元素を固溶する。
本発明において言う金属間化合物相ＴｉＡｌとは、チタ
ンとアルミニウムが主成分であり、その結晶構造がＬｌ
ｏ型である限り、前記のような他の元素が固溶したもの
も含むものである。また銀は例えば銅、パラジウム、カ
ドミウム、ベリリウム、マグネシウム、マンガン、白金
、亜鉛などの多くの元素を固溶する。本発明においては
チタン、アルミニウム以外の元素を固溶しても、銀が主
成分である限り銀の一次固溶体と考える。他元素を固溶
したＴｉＡｌ相と銀の一次固溶体の関％も第１図に示し
たと同様であり、前述した機構によりＴｉＡｌ基合金の
延性を改善し得られる。したがって本発明はＴｉＡｌ基
合金に対する添加剤が銀合金である場合を含むものであ
る。ＴｉＡｌ相の粒界に銀の一次固溶体が出現するのに
必要な合金中の銀の量は鋳造時の冷却速度や合金の組成
により変化する。
ンとアルミニウムが主成分であり、その結晶構造がＬｌ
ｏ型である限り、前記のような他の元素が固溶したもの
も含むものである。また銀は例えば銅、パラジウム、カ
ドミウム、ベリリウム、マグネシウム、マンガン、白金
、亜鉛などの多くの元素を固溶する。本発明においては
チタン、アルミニウム以外の元素を固溶しても、銀が主
成分である限り銀の一次固溶体と考える。他元素を固溶
したＴｉＡｌ相と銀の一次固溶体の関％も第１図に示し
たと同様であり、前述した機構によりＴｉＡｌ基合金の
延性を改善し得られる。したがって本発明はＴｉＡｌ基
合金に対する添加剤が銀合金である場合を含むものであ
る。ＴｉＡｌ相の粒界に銀の一次固溶体が出現するのに
必要な合金中の銀の量は鋳造時の冷却速度や合金の組成
により変化する。
いかなる条件であっても銀の一次固溶体が現われない限
界は銀含有量が０．５重量係、好ましくは１．０重量係
である。一方ＴｉＡｌ基合金の延性は銀含有量の増加と
共に向上する。しかし銀の量を多くすれば、ＴｉＡｌ基
合金のもつ軽量という利点は減退する。この意味におい
て銀含有量の上限は５０重量係以下、好ましくは４０重
量係以下であることがよい。銀添加により延性を改善し
たＴｉＡｌ基合金は、ＴｉＡｌ相のもつ本来の特性が発
揮され、高温強度の優れた材料となる。
界は銀含有量が０．５重量係、好ましくは１．０重量係
である。一方ＴｉＡｌ基合金の延性は銀含有量の増加と
共に向上する。しかし銀の量を多くすれば、ＴｉＡｌ基
合金のもつ軽量という利点は減退する。この意味におい
て銀含有量の上限は５０重量係以下、好ましくは４０重
量係以下であることがよい。銀添加により延性を改善し
たＴｉＡｌ基合金は、ＴｉＡｌ相のもつ本来の特性が発
揮され、高温強度の優れた材料となる。
実施例として示した合金においても５００なＣ以上にお
ける強度は代表的チタン合金であるＴｉ− ６ ％ Ａ
Ｉ− ４％Ｖをしのぐ。従来、航空機用エンジンなどに
おいてチタン合金が使用不能になる４００℃から６００
℃の温度では鉄基合金が用いられてきた。銀を含むＴｉ
Ａｌ基合金はこのような温度における使用に好適である
と考えられる。鉄基合金をＴｉＡｌ基合金で置きかえる
ことは航空機用エンジンの軽量化をもたらす。これは航
空機全体の著しい軽量化と高性能化を導く優れた効果を
有する。実施例 純度Ｃｉ９．７％のスポンジチタン、，１４ｔ９９．９
９係のアルミニウム、純度９９．９％の銀を使用して作
成したＴｉＡｌ〜１０重量係Ａｇ合金（ＴｉＡｌ中のＴ
ｉ含有量は６２．５重量係、ＡＩ含有量は３７．５重量
係）から大きさが３關角、高さ６．５顧の試験片を切り
出し、圧縮試験を行った。
ける強度は代表的チタン合金であるＴｉ− ６ ％ Ａ
Ｉ− ４％Ｖをしのぐ。従来、航空機用エンジンなどに
おいてチタン合金が使用不能になる４００℃から６００
℃の温度では鉄基合金が用いられてきた。銀を含むＴｉ
Ａｌ基合金はこのような温度における使用に好適である
と考えられる。鉄基合金をＴｉＡｌ基合金で置きかえる
ことは航空機用エンジンの軽量化をもたらす。これは航
空機全体の著しい軽量化と高性能化を導く優れた効果を
有する。実施例 純度Ｃｉ９．７％のスポンジチタン、，１４ｔ９９．９
９係のアルミニウム、純度９９．９％の銀を使用して作
成したＴｉＡｌ〜１０重量係Ａｇ合金（ＴｉＡｌ中のＴ
ｉ含有量は６２．５重量係、ＡＩ含有量は３７．５重量
係）から大きさが３關角、高さ６．５顧の試験片を切り
出し、圧縮試験を行った。
その結果は第１表に示す通りであった。なお、合金作成
には、前記原料を所定量秤量し、プレスで径４０ｍｍ，
高さ約５０ｍｍのプリケットとし、これを水冷銅ルツボ
、Ｗ電極、アルゴン雰囲気を用いてアーク溶解した。破
断強さとしては試験片にクラツクが生じた時の断面積で
荷重を除した値をとった。
には、前記原料を所定量秤量し、プレスで径４０ｍｍ，
高さ約５０ｍｍのプリケットとし、これを水冷銅ルツボ
、Ｗ電極、アルゴン雰囲気を用いてアーク溶解した。破
断強さとしては試験片にクラツクが生じた時の断面積で
荷重を除した値をとった。
圧縮率としては次の値を用いた。〔（試験片の初期高さ
）一（クラツクが入った時の試験片の高さ））ＸＩＯＯ
÷（試験片の初期高さ）。比較のため、１３００℃で１
時間焼鈍したＴｉＡｌ合金（Ｔｉ含有量５８．３重量係
、ＡＩ含有量４１，７重量係）から試験片を作り、前記
と同様にして圧縮試験を行った。
）一（クラツクが入った時の試験片の高さ））ＸＩＯＯ
÷（試験片の初期高さ）。比較のため、１３００℃で１
時間焼鈍したＴｉＡｌ合金（Ｔｉ含有量５８．３重量係
、ＡＩ含有量４１，７重量係）から試験片を作り、前記
と同様にして圧縮試験を行った。
その結果は第２表に示す通りであった。前記の第１表と
第２表に示す結果の比較から明らかなように、本発明の
銀添加による延性の向上は著しいことが分かる。
第２表に示す結果の比較から明らかなように、本発明の
銀添加による延性の向上は著しいことが分かる。
また銀を含まないＴｉＡｌ合金では材料の脆さのために
ＴｉＡｌ相の強度は十分発揮されていなく、本発明のも
のは破断強さも顕著に向上することが分かる。
ＴｉＡｌ相の強度は十分発揮されていなく、本発明のも
のは破断強さも顕著に向上することが分かる。
第１図はＴｉＡｌ−Ａｇ擬２元系平衡状態図である。
Claims (1)
- １ チタンとアルミニウムを重量比で６６：３４〜４０
：６０とする結晶型がＬＩ＿０である金属間化合物相Ｔ
ｉＡｌをベースとし、これに銀を０．５〜５０重量％添
加したものからなる金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP613782A JPS59581B2 (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 銀を添加した金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP613782A JPS59581B2 (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 銀を添加した金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58123847A JPS58123847A (ja) | 1983-07-23 |
| JPS59581B2 true JPS59581B2 (ja) | 1984-01-07 |
Family
ID=11630112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP613782A Expired JPS59581B2 (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 銀を添加した金属間化合物ＴｉＡｌ基耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59581B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0639891B2 (ja) * | 1985-04-02 | 1994-05-25 | 川崎重工業株式会社 | エンジンの動弁機構 |
| JPS6442539A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-14 | Kobe Steel Ltd | Ti-al metallic material having excellent hot workability |
| US5348595A (en) * | 1988-05-13 | 1994-09-20 | Nippon Steel Corporation | Process for the preaparation of a Ti-Al intermetallic compound |
| US5370839A (en) * | 1991-07-05 | 1994-12-06 | Nippon Steel Corporation | Tial-based intermetallic compound alloys having superplasticity |
| DE19949541C2 (de) * | 1999-10-14 | 2002-02-28 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Metallisches Bauteil mit Schicht sowie Herstellungsverfahren für eine solche Schicht |
-
1982
- 1982-01-20 JP JP613782A patent/JPS59581B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58123847A (ja) | 1983-07-23 |
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