加工性の優れた高強度チタン合金の開発

今年度はTi-7%Cr合金を基準にして、Su、Zr、Alを添加した合金を溶解し、機械的性質と塑性変形モ-ドとの関係について調査した。Ti-7Cr、Ti-7Cr-4Zr、Ti-7Cr-4Sn、Ti-7Cr-4Zr-1.5Al、Ti-7Cr-6Sn-3Alの溶体化焼入れ後および加工(冷間圧延、引張試験)後のX線回析、電子線回析を行った。得られた結果の概要は以下の通りである。1.塑性変成モ-ドZr添加によりathermalω相の回析強度が弱くなる。加工によってマルテンサイト相が発生する。この傾向はSnおよびAlの添加で助長される。これらの傾向はTi-16%Vに対する添加元素効果と類似しているが、Ti-Cr基合金ではマルテンサイト相が六方晶に近いのに対し、Ti-V基合金では斜方晶構造となる。Zr添加の場合でも添加量が多くなると主な塑性衰形モ-ドは{332}双晶となる。2.athermalωと塑性変形モ-ド合金組成と塑性変成モ-ドの関係はTi-V基合金の場合と類似している。すなわち、βがαに対して不安定で、しかもathrmalωが抑制されるとき、α'(六方晶マルテンサイト)が変形によって誘起される。一方、βがωに対して不安定でathermalωが存在しているとき、{332}双晶が誘起され、双晶内部ではω変態が促進される。3.機械的性質各添加元素が引張特性に与える影響はTi-V基合金の場合と類似している。{332}双晶が発生する合金では降伏応力が低く、加工硬化係数も比較的小さいが、マルテンサイトが誘起される合金では、降伏応力が小さく加工硬化係数は著しく大きい。

今年度はTi-7%Cr合金を基準にして、Su、Zr、Alを添加した合金を溶解し、機械的性質と塑性変形モ-ドとの関係について調査した。Ti-7Cr、Ti-7Cr-4Zr、Ti-7Cr-4Sn、Ti-7Cr-4Zr-1.5Al、Ti-7Cr-6Sn-3Alの溶体化焼入れ後および加工(冷間圧延、引張試験)後のX線回析、電子線回析を行った。得られた結果の概要は以下の通りである。1.塑性変成モ-ドZr添加によりathermalω相の回析強度が弱くなる。加工によってマルテンサイト相が発生する。この傾向はSnおよびAlの添加で助長される。これらの傾向はTi-16%Vに対する添加元素効果と類似しているが、Ti-Cr基合金ではマルテンサイト相が六方晶に近いのに対し、Ti-V基合金では斜方晶構造となる。Zr添加の場合でも添加量が多くなると主な塑性衰形モ-ドは{332}双晶となる。2.athermalωと塑性変形モ-ド合金組成と塑性変成モ-ドの関係はTi-V基合金の場合と類似している。すなわち、βがαに対して不安定で、しかもathrmalωが抑制されるとき、α'(六方晶マルテンサイト)が変形によって誘起される。一方、βがωに対して不安定でathermalωが存在しているとき、{332}双晶が誘起され、双晶内部ではω変態が促進される。3.機械的性質各添加元素が引張特性に与える影響はTi-V基合金の場合と類似している。{332}双晶が発生する合金では降伏応力が低く、加工硬化係数も比較的小さいが、マルテンサイトが誘起される合金では、降伏応力が小さく加工硬化係数は著しく大きい。