JPH093574A - 接合性に優れたTi合金およびTi合金部材 - Google Patents
接合性に優れたTi合金およびTi合金部材Info
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- JPH093574A JPH093574A JP15075395A JP15075395A JPH093574A JP H093574 A JPH093574 A JP H093574A JP 15075395 A JP15075395 A JP 15075395A JP 15075395 A JP15075395 A JP 15075395A JP H093574 A JPH093574 A JP H093574A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接合の際の熱影響による母材の材質の低下が
少ない接合性に優れたTi合金およびTi合金部材を提
供する。 【構成】 重量%で、S:0.01〜10%,Se:
0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうちの1
種または2種以上を合計で10%以下、REM:0.0
1〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1種また
は2種を合計で10%以下、さらに場合によっては、A
l:10%以下,V:25%以下,Sn:15%以下,
Co:10%以下,Cu:10%以下,Ta:15%以
下,Mn:10%以下,Hf:10%以下,W:10%
以下,Si:0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:
10%以下,Mo:15%以下,O:0.1%以下のう
ちの1種または2種以上を合計で30%以下、を含有
し、残部実質的にTiよりなる接合性に優れたTi合金
およびTi合金部材。
少ない接合性に優れたTi合金およびTi合金部材を提
供する。 【構成】 重量%で、S:0.01〜10%,Se:
0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうちの1
種または2種以上を合計で10%以下、REM:0.0
1〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1種また
は2種を合計で10%以下、さらに場合によっては、A
l:10%以下,V:25%以下,Sn:15%以下,
Co:10%以下,Cu:10%以下,Ta:15%以
下,Mn:10%以下,Hf:10%以下,W:10%
以下,Si:0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:
10%以下,Mo:15%以下,O:0.1%以下のう
ちの1種または2種以上を合計で30%以下、を含有
し、残部実質的にTiよりなる接合性に優れたTi合金
およびTi合金部材。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、航空・宇宙,化学,石
油掘削等の産業分野で利用される接合性に優れたTi合
金およびTi合金部材に関するものである。
油掘削等の産業分野で利用される接合性に優れたTi合
金およびTi合金部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、Ti合金およびTi合金部材
は、TIG溶接法,MIG溶接法,摩擦圧接法,電子ビ
ーム溶接法,レーザビーム溶接法,拡散接合法,ろう付
け接合法等々の各種接合方法によって接合されている。
は、TIG溶接法,MIG溶接法,摩擦圧接法,電子ビ
ーム溶接法,レーザビーム溶接法,拡散接合法,ろう付
け接合法等々の各種接合方法によって接合されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の接合方法においても、接合の際の熱影響によって接合
部近傍のTi合金母材が変質して機械的性質が低下し、
母材と同等の複合継手強度を確保するのが困難な場合が
多く、そのため、接合の際の熱影響による母材の材質の
低下が少ないTi合金母材の開発が強く望まれていると
いう課題があった。
の接合方法においても、接合の際の熱影響によって接合
部近傍のTi合金母材が変質して機械的性質が低下し、
母材と同等の複合継手強度を確保するのが困難な場合が
多く、そのため、接合の際の熱影響による母材の材質の
低下が少ないTi合金母材の開発が強く望まれていると
いう課題があった。
【0004】
【発明の目的】そこで、本発明は、上記した従来の課題
にかんがみてなされたものであって、接合の際の熱影響
による母材の材質の低下が少ない接合性に優れたTi合
金およびTi合金部材を提供することを目的としている
ものである。
にかんがみてなされたものであって、接合の際の熱影響
による母材の材質の低下が少ない接合性に優れたTi合
金およびTi合金部材を提供することを目的としている
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる接合性に
優れたTi合金およびTi合金部材は、請求項1および
請求項2に記載しているように、重量%で、S:0.0
1〜10%,Se:0.01〜10%,Te:0.01
〜10%のうちの1種または2種以上を合計で10%以
下、REM:0.01〜10%,Ca:0.01〜10
%のうちの1種または2種を合計で10%以下、を含有
し、残部実質的にTiよりなる組成を有していることを
特徴としている。
優れたTi合金およびTi合金部材は、請求項1および
請求項2に記載しているように、重量%で、S:0.0
1〜10%,Se:0.01〜10%,Te:0.01
〜10%のうちの1種または2種以上を合計で10%以
下、REM:0.01〜10%,Ca:0.01〜10
%のうちの1種または2種を合計で10%以下、を含有
し、残部実質的にTiよりなる組成を有していることを
特徴としている。
【0006】また、同じ目的を達成する本発明に係わる
接合性に優れたTi合金およびTi合金部材は、請求項
3および請求項4に記載しているように、重量%で、
S:0.01〜10%,Se:0.01〜10%,T
e:0.01〜10%のうちの1種または2種以上を合
計で10%以下、REM:0.01〜10%,Ca:
0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で10
%以下、Al:10%以下,V:25%以下,Sn:1
5%以下,Co:10%以下,Cu:10%以下,T
a:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10%以
下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:20
%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,O:
0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で30
%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成を有
していることを特徴としている。
接合性に優れたTi合金およびTi合金部材は、請求項
3および請求項4に記載しているように、重量%で、
S:0.01〜10%,Se:0.01〜10%,T
e:0.01〜10%のうちの1種または2種以上を合
計で10%以下、REM:0.01〜10%,Ca:
0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で10
%以下、Al:10%以下,V:25%以下,Sn:1
5%以下,Co:10%以下,Cu:10%以下,T
a:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10%以
下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:20
%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,O:
0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で30
%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成を有
していることを特徴としている。
【0007】
【発明の作用】本発明に係わる接合性に優れたTi合金
およびTi合金部材は、上述した化学成分組成を有する
ものであり、TiまたはTi合金中にREMを添加する
ことによって、Sを含有するTi合金中の硫化物ないし
介在物は粒状となって細かく分散するので、結晶粒成長
の核が広く分散することになり、α−β遷移温度以上の
高温域における結晶粒の粗大化を抑制する作用があるこ
とから、接合の際の熱影響によってTi合金母材の結晶
粒が粗大化するのが抑制されることとなって、接合の際
の熱影響によるTi合金母材の結晶粒粗大化により接合
部の機械的性質が劣化するのが防止されることとなる。
およびTi合金部材は、上述した化学成分組成を有する
ものであり、TiまたはTi合金中にREMを添加する
ことによって、Sを含有するTi合金中の硫化物ないし
介在物は粒状となって細かく分散するので、結晶粒成長
の核が広く分散することになり、α−β遷移温度以上の
高温域における結晶粒の粗大化を抑制する作用があるこ
とから、接合の際の熱影響によってTi合金母材の結晶
粒が粗大化するのが抑制されることとなって、接合の際
の熱影響によるTi合金母材の結晶粒粗大化により接合
部の機械的性質が劣化するのが防止されることとなる。
【0008】また、結晶粒の粗大化が抑制されることに
より、摩擦圧接のように過大なアプセット圧力を加える
場合であっても、接合部近傍の塑性変形能が確保され
て、接合部の亀裂等の欠陥が発生しがたくなるので、継
手部分の性能が改善されることとなる。
より、摩擦圧接のように過大なアプセット圧力を加える
場合であっても、接合部近傍の塑性変形能が確保され
て、接合部の亀裂等の欠陥が発生しがたくなるので、継
手部分の性能が改善されることとなる。
【0009】そして、このような効果は、REMのほか
Caにおいても、また、SのほかSe,Teにおいても
同様に認められる。
Caにおいても、また、SのほかSe,Teにおいても
同様に認められる。
【0010】そこで、本発明に係わる接合性に優れたT
i合金およびTi合金部材の化学成分組成(重量%)の
限定理由を各々の作用と共にさらに詳細に説明する。
i合金およびTi合金部材の化学成分組成(重量%)の
限定理由を各々の作用と共にさらに詳細に説明する。
【0011】S:0.01〜10%,Se:0.01〜
10%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2
種以上を合計で10%以下 S,Se,Teはいずれも0.01%以上の含有量でT
i合金中に介在物を形成し、α−β変態の際の結晶粒生
成の核となり、結晶粒の粗大化を防止するが、過剰に含
有すると高温での変態能を著しく劣化させるので、それ
ぞれ上限を10%に限定し、2種以上含有させる場合も
合計量の上限を10%に限定した。
10%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2
種以上を合計で10%以下 S,Se,Teはいずれも0.01%以上の含有量でT
i合金中に介在物を形成し、α−β変態の際の結晶粒生
成の核となり、結晶粒の粗大化を防止するが、過剰に含
有すると高温での変態能を著しく劣化させるので、それ
ぞれ上限を10%に限定し、2種以上含有させる場合も
合計量の上限を10%に限定した。
【0012】REM:0.01〜10%,Ca:0.0
1〜10%のうちの1種または2種を合計で10%以下 本発明におけるREMは、Sc,Yおよびランタニド系
希土類金属(原子番号:57〜71)を指す。そして、
これらの希土類金属は、S,Se,Teと結合して安定
な化合物を形成し、介在物を粒状化して分散させること
により、接合の際における熱影響部の結晶粒粗大化を抑
制する作用がある。そして、その作用は、いずれも0.
01%以上の含有により得られるが、過剰に含有させる
と強度および耐食性が低下するので、上限を10%とし
た。
1〜10%のうちの1種または2種を合計で10%以下 本発明におけるREMは、Sc,Yおよびランタニド系
希土類金属(原子番号:57〜71)を指す。そして、
これらの希土類金属は、S,Se,Teと結合して安定
な化合物を形成し、介在物を粒状化して分散させること
により、接合の際における熱影響部の結晶粒粗大化を抑
制する作用がある。そして、その作用は、いずれも0.
01%以上の含有により得られるが、過剰に含有させる
と強度および耐食性が低下するので、上限を10%とし
た。
【0013】また、Caも、REMと同様に、S,S
e,Teと結合して安定な化合物を形成し、介在物を粒
状化して分散させる作用があるので、Caについても
0.01%以上とした。しかし、過剰に含有させると、
REMの場合と同様に、強度および耐食性が低下するの
で、上限を10%とした。
e,Teと結合して安定な化合物を形成し、介在物を粒
状化して分散させる作用があるので、Caについても
0.01%以上とした。しかし、過剰に含有させると、
REMの場合と同様に、強度および耐食性が低下するの
で、上限を10%とした。
【0014】Al:10%以下,V:25%以下,S
n:15%以下,Co:10%以下,Cu:10%以
下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10
%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:
20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,
O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で
30%以下 これらの元素は、いずれも、Tiの強度を向上させるの
に有用な元素である。そして、このうち、Al,Sn,
Co,Cu,Ta,Mn,Hf,W,Si,NbはTi
と結合して化合物を形成することにより強度を向上させ
るが、限度を超えて含有させるとTi合金ないしはTi
合金部材の塑性変形能を害することとなるので、上記各
元素の上限値とした。
n:15%以下,Co:10%以下,Cu:10%以
下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10
%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:
20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,
O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で
30%以下 これらの元素は、いずれも、Tiの強度を向上させるの
に有用な元素である。そして、このうち、Al,Sn,
Co,Cu,Ta,Mn,Hf,W,Si,NbはTi
と結合して化合物を形成することにより強度を向上させ
るが、限度を超えて含有させるとTi合金ないしはTi
合金部材の塑性変形能を害することとなるので、上記各
元素の上限値とした。
【0015】また、Zr,Mo,VはTi合金の結晶粒
を制御し、適正な強度と塑性変形能を得るために添加さ
れるが、それぞれの成分を上限を超えて含有させるとβ
相が安定化するので、上記各元素の上限値とした。
を制御し、適正な強度と塑性変形能を得るために添加さ
れるが、それぞれの成分を上限を超えて含有させるとβ
相が安定化するので、上記各元素の上限値とした。
【0016】さらに、Oは上記したようにTi合金ない
しはTi合金部材の強度を向上させるが、過剰であると
Ti合金あるいはTi合金部材を脆くするので1%以下
にしている。
しはTi合金部材の強度を向上させるが、過剰であると
Ti合金あるいはTi合金部材を脆くするので1%以下
にしている。
【0017】そして、これらAl,V,Sn,Co,C
u,Ta,Mn,Hf,W,Si,Nb,Zr,Mo,
Oの合計量が多すぎるとTi合金ないしはTi合金部材
の塑性変形能を害することとなって靭性を低下させるこ
ととなるので、これらの合計量は30%以下に制限し
た。
u,Ta,Mn,Hf,W,Si,Nb,Zr,Mo,
Oの合計量が多すぎるとTi合金ないしはTi合金部材
の塑性変形能を害することとなって靭性を低下させるこ
ととなるので、これらの合計量は30%以下に制限し
た。
【0018】
【実施例】表4〜表11に示す合金組成のTi合金製丸
棒(直径20mm)を表1に示す条件のTIG溶接法,
表2に示す条件の摩擦圧接法および表3に示す条件の拡
散接合法を用いてそれぞれ接合し、接合継手の引張試験
および曲げ試験を実施して、それぞれの母材Ti合金の
特性値と比較評価した。これらの結果を同じく表4〜表
11に示す。
棒(直径20mm)を表1に示す条件のTIG溶接法,
表2に示す条件の摩擦圧接法および表3に示す条件の拡
散接合法を用いてそれぞれ接合し、接合継手の引張試験
および曲げ試験を実施して、それぞれの母材Ti合金の
特性値と比較評価した。これらの結果を同じく表4〜表
11に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】
【表5】
【0024】
【表6】
【0025】
【表7】
【0026】
【表8】
【0027】
【表9】
【0028】
【表10】
【0029】
【表11】
【0030】表4〜表11に示すように、本発明で規制
する化学成分組成を満足する発明例では、TIG溶接
法,摩擦圧接法,拡散接合法のいずれにおいても、継手
強度比が良好な値を示し、曲げ試験においても破断を生
じず、良好な結果を得ることができた。
する化学成分組成を満足する発明例では、TIG溶接
法,摩擦圧接法,拡散接合法のいずれにおいても、継手
強度比が良好な値を示し、曲げ試験においても破断を生
じず、良好な結果を得ることができた。
【0031】これに対して、S含有量の少ないNo.1
およびREM含有量の少ないNo.2では曲げ試験片の
破断位置が溶融境界部分であり、S含有量およびREM
含有量が多すぎるNo.8では継手強度比が低いと共に
曲げ試験片の破断位置が接合面であり、S,Se,RE
Mの含有量が少ないNo.9では曲げ試験片の破断位置
が溶融境界部分であり、S,Se,Teの合計量が10
%を超えるNo.17,No.18では継手強度比が低
いと共に曲げ試験片の破断位置が接合面であり、S,S
e,Te,REM,Caの含有量が少ないNo.19,
No.20では曲げ試験片の破断位置が溶融境界部分で
あり、Al,V,Sn,Co,Cu,Ta,Mn,H
f,W,Si,Nb,Zr,Moの含有量が多すぎるN
o.34〜No.39では曲げ試験片の破断位置が接合
面であった。
およびREM含有量の少ないNo.2では曲げ試験片の
破断位置が溶融境界部分であり、S含有量およびREM
含有量が多すぎるNo.8では継手強度比が低いと共に
曲げ試験片の破断位置が接合面であり、S,Se,RE
Mの含有量が少ないNo.9では曲げ試験片の破断位置
が溶融境界部分であり、S,Se,Teの合計量が10
%を超えるNo.17,No.18では継手強度比が低
いと共に曲げ試験片の破断位置が接合面であり、S,S
e,Te,REM,Caの含有量が少ないNo.19,
No.20では曲げ試験片の破断位置が溶融境界部分で
あり、Al,V,Sn,Co,Cu,Ta,Mn,H
f,W,Si,Nb,Zr,Moの含有量が多すぎるN
o.34〜No.39では曲げ試験片の破断位置が接合
面であった。
【0032】
【発明の効果】本発明に係わる接合性に優れたTi合金
およびTi合金部材は、請求項1および請求項2に記載
しているように、重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、を含有し、残部実質
的にTiよりなる組成としたものであるから、接合の際
の熱影響による母材の材質の低下が少ない接合性に優れ
たTi合金およびTi合金部材を提供することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
およびTi合金部材は、請求項1および請求項2に記載
しているように、重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、を含有し、残部実質
的にTiよりなる組成としたものであるから、接合の際
の熱影響による母材の材質の低下が少ない接合性に優れ
たTi合金およびTi合金部材を提供することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
【0033】また、同じく本発明に係わる接合性に優れ
たTi合金およびTi合金部材は、請求項3および請求
項4に記載しているように、重量%で、S:0.01〜
10%,Se:0.01〜10%,Te:0.01〜1
0%のうちの1種または2種以上を合計で10%以下、
REM:0.01〜10%,Ca:0.01〜10%の
うちの1種または2種を合計で10%以下、Al:10
%以下,V:25%以下,Sn:15%以下,Co:1
0%以下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,M
n:10%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,
Si:0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%
以下,Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1
種または2種以上を合計で30%以下、を含有する組成
としたものであるから、請求項1および請求項2に記載
のTi合金およびTi合金部材の強度をさらに向上させ
ることが可能であるという著しく優れた効果がもたらさ
れる。
たTi合金およびTi合金部材は、請求項3および請求
項4に記載しているように、重量%で、S:0.01〜
10%,Se:0.01〜10%,Te:0.01〜1
0%のうちの1種または2種以上を合計で10%以下、
REM:0.01〜10%,Ca:0.01〜10%の
うちの1種または2種を合計で10%以下、Al:10
%以下,V:25%以下,Sn:15%以下,Co:1
0%以下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,M
n:10%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,
Si:0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%
以下,Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1
種または2種以上を合計で30%以下、を含有する組成
としたものであるから、請求項1および請求項2に記載
のTi合金およびTi合金部材の強度をさらに向上させ
ることが可能であるという著しく優れた効果がもたらさ
れる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年7月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 接合性に優れたTi合金およびTi合
金部材
金部材
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、航空・宇宙,化学,石
油掘削等の産業分野で利用される接合性に優れたTi合
金およびTi合金部材に関するものである。
油掘削等の産業分野で利用される接合性に優れたTi合
金およびTi合金部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、Ti合金およびTi合金部材
は、TIG溶接法,MIG溶接法,摩擦圧接法,電子ビ
ーム溶接法,レーザビーム溶接法,拡散接合法,ろう付
け接合法等々の各種接合方法によって接合されている。
は、TIG溶接法,MIG溶接法,摩擦圧接法,電子ビ
ーム溶接法,レーザビーム溶接法,拡散接合法,ろう付
け接合法等々の各種接合方法によって接合されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の接合方法においても、接合の際の熱影響によって接合
部近傍のTi合金母材が変質して機械的性質が低下し、
母材と同等の複合継手強度を確保するのが困難な場合が
多く、そのため、接合の際の熱影響による母材の材質の
低下が少ないTi合金母材の開発が強く望まれていると
いう課題があった。
の接合方法においても、接合の際の熱影響によって接合
部近傍のTi合金母材が変質して機械的性質が低下し、
母材と同等の複合継手強度を確保するのが困難な場合が
多く、そのため、接合の際の熱影響による母材の材質の
低下が少ないTi合金母材の開発が強く望まれていると
いう課題があった。
【0004】
【発明の目的】そこで、本発明は、上記した従来の課題
にかんがみてなされたものであって、接合の際の熱影響
による母材の材質の低下が少ない接合性に優れたTi合
金およびTi合金部材を提供することを目的としている
ものである。
にかんがみてなされたものであって、接合の際の熱影響
による母材の材質の低下が少ない接合性に優れたTi合
金およびTi合金部材を提供することを目的としている
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる接合性に
優れたTi合金およびTi合金部材は、請求項1および
請求項2に記載しているように、重量%で、S:0.0
1〜10%,Se:0.01〜10%,Te:0.01
〜10%のうちの1種または2種以上を合計で10%以
下、REM:0.01〜10%,Ca:0.01〜10
%のうちの1種または2種を合計で10%以下、を含有
し、残部実質的にTiよりなる組成を有していることを
特徴としている。
優れたTi合金およびTi合金部材は、請求項1および
請求項2に記載しているように、重量%で、S:0.0
1〜10%,Se:0.01〜10%,Te:0.01
〜10%のうちの1種または2種以上を合計で10%以
下、REM:0.01〜10%,Ca:0.01〜10
%のうちの1種または2種を合計で10%以下、を含有
し、残部実質的にTiよりなる組成を有していることを
特徴としている。
【0006】また、同じ目的を達成する本発明に係わる
接合性に優れたTi合金およびTi合金部材は、請求項
3および請求項4に記載しているように、重量%で、
S:0.01〜10%,Se:0.01〜10%,T
e:0.01〜10%のうちの1種または2種以上を合
計で10%以下、REM:0.01〜10%,Ca:
0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で10
%以下、Al:10%以下,V:25%以下,Sn:1
5%以下,Co:10%以下,Cu:10%以下,T
a:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10%以
下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:20
%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,O:
0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で30
%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成を有
していることを特徴としている。
接合性に優れたTi合金およびTi合金部材は、請求項
3および請求項4に記載しているように、重量%で、
S:0.01〜10%,Se:0.01〜10%,T
e:0.01〜10%のうちの1種または2種以上を合
計で10%以下、REM:0.01〜10%,Ca:
0.01〜10%のうちの1種または2種を合計で10
%以下、Al:10%以下,V:25%以下,Sn:1
5%以下,Co:10%以下,Cu:10%以下,T
a:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10%以
下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:20
%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,O:
0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で30
%以下、を含有し、残部実質的にTiよりなる組成を有
していることを特徴としている。
【0007】
【発明の作用】本発明に係わる接合性に優れたTi合金
およびTi合金部材は、上述した化学成分組成を有する
ものであり、TiまたはTi合金中にREMを添加する
ことによって、Sを含有するTi合金中の硫化物ないし
介在物は粒状となって細かく分散するので、結晶粒成長
の核が広く分散することになり、α−β遷移温度以上の
高温域における結晶粒の粗大化を抑制する作用があるこ
とから、接合の際の熱影響によってTi合金母材の結晶
粒が粗大化するのが抑制されることとなって、接合の際
の熱影響によるTi合金母材の結晶粒粗大化により接合
部の機械的性質が劣化するのが防止されることとなる。
およびTi合金部材は、上述した化学成分組成を有する
ものであり、TiまたはTi合金中にREMを添加する
ことによって、Sを含有するTi合金中の硫化物ないし
介在物は粒状となって細かく分散するので、結晶粒成長
の核が広く分散することになり、α−β遷移温度以上の
高温域における結晶粒の粗大化を抑制する作用があるこ
とから、接合の際の熱影響によってTi合金母材の結晶
粒が粗大化するのが抑制されることとなって、接合の際
の熱影響によるTi合金母材の結晶粒粗大化により接合
部の機械的性質が劣化するのが防止されることとなる。
【0008】また、結晶粒の粗大化が抑制されることに
より、摩擦圧接のように過大なアプセット圧力を加える
場合であっても、接合部近傍の塑性変形能が確保され
て、接合部の亀裂等の欠陥が発生しがたくなるので、継
手部分の性能が改善されることとなる。
より、摩擦圧接のように過大なアプセット圧力を加える
場合であっても、接合部近傍の塑性変形能が確保され
て、接合部の亀裂等の欠陥が発生しがたくなるので、継
手部分の性能が改善されることとなる。
【0009】そして、このような効果は、REMのほか
Caにおいても、また、SのほかSe,Teにおいても
同様に認められる。
Caにおいても、また、SのほかSe,Teにおいても
同様に認められる。
【0010】そこで、本発明に係わる接合性に優れたT
i合金およびTi合金部材の化学成分組成(重量%)の
限定理由を各々の作用と共にさらに詳細に説明する。
i合金およびTi合金部材の化学成分組成(重量%)の
限定理由を各々の作用と共にさらに詳細に説明する。
【0011】S:0.01〜10%,Se:0.01〜
10%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2
種以上を合計で10%以下 S,Se,Teはいずれも0.01%以上の含有量でT
i合金中に介在物を形成し、α−β変態の際の結晶粒生
成の核となり、結晶粒の粗大化を防止するが、過剰に含
有すると高温での変態能を著しく劣化させるので、それ
ぞれ上限を10%に限定し、2種以上含有させる場合も
合計量の上限を10%に限定した。
10%,Te:0.01〜10%のうちの1種または2
種以上を合計で10%以下 S,Se,Teはいずれも0.01%以上の含有量でT
i合金中に介在物を形成し、α−β変態の際の結晶粒生
成の核となり、結晶粒の粗大化を防止するが、過剰に含
有すると高温での変態能を著しく劣化させるので、それ
ぞれ上限を10%に限定し、2種以上含有させる場合も
合計量の上限を10%に限定した。
【0012】REM:0.01〜10%,Ca:0.0
1〜10%のうちの1種または2種を合計で10%以下 本発明におけるREMは、Sc,Yおよびランタニド系
希土類金属(原子番号:57〜71)を指す。そして、
これらの希土類金属は、S,Se,Teと結合して安定
な化合物を形成し、介在物を粒状化して分散させること
により、接合の際における熱影響部の結晶粒粗大化を抑
制する作用がある。そして、その作用は、いずれも0.
01%以上の含有により得られるが、過剰に含有させる
と強度および耐食性が低下するので、上限を10%とし
た。
1〜10%のうちの1種または2種を合計で10%以下 本発明におけるREMは、Sc,Yおよびランタニド系
希土類金属(原子番号:57〜71)を指す。そして、
これらの希土類金属は、S,Se,Teと結合して安定
な化合物を形成し、介在物を粒状化して分散させること
により、接合の際における熱影響部の結晶粒粗大化を抑
制する作用がある。そして、その作用は、いずれも0.
01%以上の含有により得られるが、過剰に含有させる
と強度および耐食性が低下するので、上限を10%とし
た。
【0013】また、Caも、REMと同様に、S,S
e,Teと結合して安定な化合物を形成し、介在物を粒
状化して分散させる作用があるので、Caについても
0.01%以上とした。しかし、過剰に含有させると、
REMの場合と同様に、強度および耐食性が低下するの
で、上限を10%とした。
e,Teと結合して安定な化合物を形成し、介在物を粒
状化して分散させる作用があるので、Caについても
0.01%以上とした。しかし、過剰に含有させると、
REMの場合と同様に、強度および耐食性が低下するの
で、上限を10%とした。
【0014】Al:10%以下,V:25%以下,S
n:15%以下,Co:10%以下,Cu:10%以
下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10
%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:
20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,
O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で
30%以下 これらの元素は、いずれも、Tiの強度を向上させるの
に有用な元素である。そして、このうち、Al,Sn,
Co,Cu,Ta,Mn,Hf,W,Si,NbはTi
と結合して化合物を形成することにより強度を向上させ
るが、限度を超えて含有させるとTi合金ないしはTi
合金部材の塑性変形能を害することとなるので、上記各
元素の上限値とした。
n:15%以下,Co:10%以下,Cu:10%以
下,Ta:15%以下,Mn:10%以下,Hf:10
%以下,W:10%以下,Si:0.5%以下,Nb:
20%以下,Zr:10%以下,Mo:15%以下,
O:0.1%以下のうちの1種または2種以上を合計で
30%以下 これらの元素は、いずれも、Tiの強度を向上させるの
に有用な元素である。そして、このうち、Al,Sn,
Co,Cu,Ta,Mn,Hf,W,Si,NbはTi
と結合して化合物を形成することにより強度を向上させ
るが、限度を超えて含有させるとTi合金ないしはTi
合金部材の塑性変形能を害することとなるので、上記各
元素の上限値とした。
【0015】また、Zr,Mo,VはTi合金の結晶粒
を制御し、適正な強度と塑性変形能を得るために添加さ
れるが、それぞれの成分を上限を超えて含有させるとβ
相が安定化するので、上記各元素の上限値とした。
を制御し、適正な強度と塑性変形能を得るために添加さ
れるが、それぞれの成分を上限を超えて含有させるとβ
相が安定化するので、上記各元素の上限値とした。
【0016】さらに、Oは上記したようにTi合金ない
しはTi合金部材の強度を向上させるが、過剰であると
Ti合金あるいはTi合金部材を脆くするので1%以下
にしている。
しはTi合金部材の強度を向上させるが、過剰であると
Ti合金あるいはTi合金部材を脆くするので1%以下
にしている。
【0017】そして、これらAl,V,Sn,Co,C
u,Ta,Mn,Hf,W,Si,Nb,Zr,Mo,
Oの合計量が多すぎるとTi合金ないしはTi合金部材
の塑性変形能を害することとなって靭性を低下させるこ
ととなるので、これらの合計量は30%以下に制限し
た。
u,Ta,Mn,Hf,W,Si,Nb,Zr,Mo,
Oの合計量が多すぎるとTi合金ないしはTi合金部材
の塑性変形能を害することとなって靭性を低下させるこ
ととなるので、これらの合計量は30%以下に制限し
た。
【0018】
【実施例】表4〜表11に示す合金組成のTi合金製丸
棒(直径20mm)を表1に示す条件のTIG溶接法,
表2に示す条件の摩擦圧接法および表3に示す条件の拡
散接合法を用いてそれぞれ接合し、接合継手の引張試験
および曲げ試験を実施して、それぞれの母材Ti合金の
特性値と比較評価した。これらの結果を同じく表4〜表
11に示す。
棒(直径20mm)を表1に示す条件のTIG溶接法,
表2に示す条件の摩擦圧接法および表3に示す条件の拡
散接合法を用いてそれぞれ接合し、接合継手の引張試験
および曲げ試験を実施して、それぞれの母材Ti合金の
特性値と比較評価した。これらの結果を同じく表4〜表
11に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】
【表5】
【0024】
【表6】
【0025】
【表7】
【0026】
【表8】
【0027】
【表9】
【0028】
【表10】
【0029】
【表11】
【0030】表4〜表11に示すように、本発明で規制
する化学成分組成を満足する発明例では、TIG溶接
法,摩擦圧接法,拡散接合法のいずれにおいても、継手
強度比が良好な値を示し、曲げ試験においても破断を生
じず、良好な結果を得ることができた。
する化学成分組成を満足する発明例では、TIG溶接
法,摩擦圧接法,拡散接合法のいずれにおいても、継手
強度比が良好な値を示し、曲げ試験においても破断を生
じず、良好な結果を得ることができた。
【0031】これに対して、S含有量の少ないNo.1
およびREM含有量の少ないNo.2では曲げ試験片の
破断位置が溶融境界部分であり、S含有量およびREM
含有量が多すぎるNo.8では継手強度比が低いと共に
曲げ試験片の破断位置が接合面であり、S,Se,RE
Mの含有量が少ないNo.9では曲げ試験片の破断位置
が溶融境界部分であり、S,Se,Teの合計量が10
%を超えるNo.17,No.18では継手強度比が低
いと共に曲げ試験片の破断位置が接合面であり、S,S
e,Te,REM,Caの含有量が少ないNo.19,
No.20では曲げ試験片の破断位置が溶融境界部分で
あり、Al,V,Sn,Co,Cu,Ta,Mn,H
f,W,Si,Nb,Zr,Moの含有量が多すぎるN
o.34〜No.39では曲げ試験片の破断位置が接合
面であった。
およびREM含有量の少ないNo.2では曲げ試験片の
破断位置が溶融境界部分であり、S含有量およびREM
含有量が多すぎるNo.8では継手強度比が低いと共に
曲げ試験片の破断位置が接合面であり、S,Se,RE
Mの含有量が少ないNo.9では曲げ試験片の破断位置
が溶融境界部分であり、S,Se,Teの合計量が10
%を超えるNo.17,No.18では継手強度比が低
いと共に曲げ試験片の破断位置が接合面であり、S,S
e,Te,REM,Caの含有量が少ないNo.19,
No.20では曲げ試験片の破断位置が溶融境界部分で
あり、Al,V,Sn,Co,Cu,Ta,Mn,H
f,W,Si,Nb,Zr,Moの含有量が多すぎるN
o.34〜No.39では曲げ試験片の破断位置が接合
面であった。
【0032】
【発明の効果】本発明に係わる接合性に優れたTi合金
およびTi合金部材は、請求項1および請求項2に記載
しているように、重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、を含有し、残部実質
的にTiよりなる組成としたものであるから、接合の際
の熱影響による母材の材質の低下が少ない接合性に優れ
たTi合金およびTi合金部材を提供することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
およびTi合金部材は、請求項1および請求項2に記載
しているように、重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、を含有し、残部実質
的にTiよりなる組成としたものであるから、接合の際
の熱影響による母材の材質の低下が少ない接合性に優れ
たTi合金およびTi合金部材を提供することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
【0033】また、同じく本発明に係わる接合性に優れ
たTi合金およびTi合金部材は、請求項3および請求
項4に記載しているように、重量%で、S:0.01〜
10%,Se:0.01〜10%,Te:0.01〜1
0%のうちの1種または2種以上を合計で10%以下、
REM:0.01〜10%,Ca:0.01〜10%の
うちの1種または2種を合計で10%以下、Al:10
%以下,V:25%以下,Sn:15%以下,Co:1
0%以下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,M
n:10%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,
Si:0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%
以下,Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1
種または2種以上を合計で30%以下、を含有する組成
としたものであるから、請求項1および請求項2に記載
のTi合金およびTi合金部材の強度をさらに向上させ
ることが可能であるという著しく優れた効果がもたらさ
れる。
たTi合金およびTi合金部材は、請求項3および請求
項4に記載しているように、重量%で、S:0.01〜
10%,Se:0.01〜10%,Te:0.01〜1
0%のうちの1種または2種以上を合計で10%以下、
REM:0.01〜10%,Ca:0.01〜10%の
うちの1種または2種を合計で10%以下、Al:10
%以下,V:25%以下,Sn:15%以下,Co:1
0%以下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,M
n:10%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,
Si:0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%
以下,Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1
種または2種以上を合計で30%以下、を含有する組成
としたものであるから、請求項1および請求項2に記載
のTi合金およびTi合金部材の強度をさらに向上させ
ることが可能であるという著しく優れた効果がもたらさ
れる。
Claims (4)
- 【請求項1】 重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、を含有し、残部実質
的にTiよりなることを特徴とする接合性に優れたTi
合金。 - 【請求項2】 重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、を含有し、残部実質
的にTiよりなることを特徴とする接合性に優れたTi
合金部材。 - 【請求項3】 重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、Al:10%以下,
V:25%以下,Sn:15%以下,Co:10%以
下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,Mn:10
%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,Si:
0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%以下,
Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1種また
は2種以上を合計で30%以下、を含有し、残部実質的
にTiよりなることを特徴とする接合性に優れたTi合
金。 - 【請求項4】 重量%で、S:0.01〜10%,S
e:0.01〜10%,Te:0.01〜10%のうち
の1種または2種以上を合計で10%以下、REM:
0.01〜10%,Ca:0.01〜10%のうちの1
種または2種を合計で10%以下、Al:10%以下,
V:25%以下,Sn:15%以下,Co:10%以
下,Cu:10%以下,Ta:15%以下,Mn:10
%以下,Hf:10%以下,W:10%以下,Si:
0.5%以下,Nb:20%以下,Zr:10%以下,
Mo:15%以下,O:0.1%以下のうちの1種また
は2種以上を合計で30%以下、を含有し、残部実質的
にTiよりなることを特徴とする接合性に優れたTi合
金部材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15075395A JPH093574A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 接合性に優れたTi合金およびTi合金部材 |
| DE69630336T DE69630336T2 (de) | 1995-06-16 | 1996-06-04 | Titanlegierung, Werkstück aus Titanlegierung sowie Verfahren zur Herstellung eines Werkstückes aus Titanlegierung |
| EP96108929A EP0748876B1 (en) | 1995-06-16 | 1996-06-04 | Titanium alloy, member made of the titanium alloy and method for producing the titanium alloy member |
| US08/659,720 US6007923A (en) | 1995-06-16 | 1996-06-06 | Titanium alloy, member made of the titanium alloy and method for producing the titanium alloy member |
| NO962434A NO962434L (no) | 1995-06-16 | 1996-06-10 | Titanlegering, titanlegeringsgjenstand og fremgangsmåte for fremstilling av denne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15075395A JPH093574A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 接合性に優れたTi合金およびTi合金部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH093574A true JPH093574A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=15503670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15075395A Pending JPH093574A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 接合性に優れたTi合金およびTi合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH093574A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100977801B1 (ko) * | 2007-12-26 | 2010-08-25 | 주식회사 포스코 | 강도 및 연성이 우수한 저탄성 티타늄 합금 및 그 제조방법 |
| CN102443718A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-05-09 | 广西大学 | 亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金及制备方法 |
| JP2018204096A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-12-27 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | チタニウム−コバルト合金及び関連するチクソ形成方法 |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP15075395A patent/JPH093574A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100977801B1 (ko) * | 2007-12-26 | 2010-08-25 | 주식회사 포스코 | 강도 및 연성이 우수한 저탄성 티타늄 합금 및 그 제조방법 |
| CN102443718A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-05-09 | 广西大学 | 亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金及制备方法 |
| JP2018204096A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-12-27 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | チタニウム−コバルト合金及び関連するチクソ形成方法 |
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