超塑性変形を利用した焼結チタン合金の緻密化

利用超塑性变形实现烧结钛合金的致密化

基本信息

批准号：
08242222
负责人：
高木節雄
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

チタンは本質的に高反応性の金属で、かつ結晶構造の関係で切削性が悪いなど、製造・加工段階でのコストが高くつくために用途の拡大が押さえられている。これらの問題点を一挙に解決する手段として、チタンが有する優れた燒結特性に着目し、Near-Net-Shape成形が可能な粉末冶金法でチタン材料を製造する研究を行なった。そして、焼結特性や合金元素の均質化などの観点から,粉末冶金法に適した合金系としてTi-Cr合金を選定し,うまく合金設計や組織制御を行えば,焼結材料でも超塑性変形が発現することを見出した.なかでも,Ti-4%Cr合金を高温域から水冷して得られるマルテンサイトは組織が極めて微細であり,この組織を有するTi-4%Cr合金を1000K付近の温度域に加熱して変形すれば,変形量にして600%という超塑性現象が発現することがわかった.また,このような超塑性現象が発現する温度域でマルテンサイト組織を有するTi-4%Cr焼結合金を加工すると,複雑な形状に成形できるだけでなく,超塑性的な固相流動によって8vol%程度残存していた気孔が完全に消失して,ほぼ完全に材料を緻密化出来ることも明らかにされた.また,超塑性変形を利用して製造したTi-4%Cr合金は,極めて微細な(α+β)2相組織となっており,室温での機械的性質も現用のチタン材料に匹敵するまでに改善されることが判明した.本研究成果は,マルテンサイト組織が得られる他のチタン合金への適用も可能であり,超塑性変形を利用したチタン材料の加工技術に新たな指針を与えるものである.

钛本质上是一种高反应性金属，由于其晶体结构，其切割特性较差，使其在制造和加工阶段变得昂贵，因此抑制其使用的使用。作为一次解决这些问题的一种方式，我们专注于钛的出色烧结特性，并使用粉末冶金方法研究了钛材料的生产，该方法允许近网状成型。从烧结特性和合金元素的均质化的角度来看，我们发现，当选择Ti-Cr-Cr-Cr-Cr-Cr-Cr-Cr-CRAY作为适合粉末冶金的合金系统时，甚至在烧结的材料中也会出现巨型变形，当合金设计和结构被成功控制，超塑性，超级塑料，即使在杀手的材料中也会遇到。其中，通过水冷却从高温范围的水冷却TI-4％CR合金获得的Martensite具有极高的结构，并且当Ti-4％CR合金将其结构加热至约1000K的温度范围且变形时，产生了600％的超塑性现象。此外，在发生这种超代现象的温度范围内具有马氏体结构的TI-4％Cr。据透露，不仅可以将烧结的合金成型成复杂的形状，而且由于超塑性固相流动而保持8 vol％的孔完全消失，从而使材料几乎完全致密。此外，使用超塑性变形产生的TI-4％CR合金具有极为细（α+β）两相结构，并且已经发现可以在室温下的机械性能在适合与钛材料一起使用的程度上提高室温的机械性能。该研究发现还适用于其他可以获得马氏体结构的钛合金，并为使用超塑性变形处理钛材料提供了新的指南。