歯科鋳造用Ti-Cu系三元合金の開発

牙科铸造用Ti-Cu三元合金的研制

基本信息

批准号：
13771188
负责人：
服部雅之
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Dental College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13771188/
关键词：
チタンチタン合金チタン鋳造

项目摘要

昨年度の研究実績の報告に基づき、Ti-5.0mass%CuおよびTi-10.0mass%Cu合金にクロム(Cr:0.5,1.0,3.0,5.0 mass%)を添加した試作チタン合金を作製し、これら鋳造体の機械的性質の測定を行った結果Ti-5.0Cu合金では0.5および1.0%クロムの添加で伸びが有意に向上し、またTi-10.0Cu合金では0.5,1.0および3.0%のクロム添加で伸びが向上することが明らかとなった。本研究において比較的伸びが大きかった試作合金鋳造体の引張試験後の破断面におけるSEM観察では、所々にデンドライド像が認められるものの、おおむね、へき開破面像を呈していた。微細組織観察ではTi-5.0mass%Cu合金では、クロムの添加量が増加するにしたがい結晶粒が微細になっている像が観察されたが、Ti-10.0mass%Cuへクロムを添加した試料では結晶粒の微細化は認められず、Ti-Cuの析出層と思われる像が確認できた。さらにTi-10.0mass%Cu合金にジルコニウム(Zr:1.0,3.0,5.0mass%)を添加した試作三元合金の機械的性質の評価を行った。1.0%ジルコニウム添加により耐力は減少傾向を示し、3.0,5.0%添加では増加する傾向を示した。伸びは、1.0,3.0および5.0%の添加により有意に減少する傾向を示した。また鋳造体表層からのビッカース硬さの変化は、各添加試料ともに鋳造体表層から50μm付近の硬さが最も大きい値を示し、表層から200μm以上では各試料ともに変化は認められなかった。SEM観察ではジルコニウムの添加量にかかわらず、へき開破面像を呈していた。よってTi-Cu合金へのジルコニウムの1.0〜5.0%の添加は耐力および引張強さの顕著な向上は認められず、伸びが低下したことから機械的性質の向上には効果的でないことが示唆された。本研究において、5.0%程度の伸びを示したTi-5.0mass%Cuに0.5〜1.0%クロムを微量添加した試作合金が、歯科鋳造用合金として応用可能であることが示唆された。しかしながら、融点の低下効果や快削性を考慮するとTi-10.0mass%Cu合金にクロムを微量添加した合金も有用と考えられるが、熱処理などによる延性の改善が必要であると思われた。

根据去年的研究结果报告，Ti-5.0mass%Cu和Ti-10.0mass%Cu合金含有铬（Cr：0.5、1.0、3.0、5.0）。结果，添加0.5%和1.0%铬后，Ti-5.0Cu合金的延伸率显着提高，并且对这些铸造体的机械性能进行测量表明，10.0Cu合金的延伸率得到提高。添加0.5%、1.0%和3.0%的铬。本研究中，对伸长率较大的原型合金铸件进行拉伸试验后的断口SEM观察，虽然偶尔观察到枝晶图像，但总体呈现解理断口图像。显微组织观察表明，在Ti-5.0mass%Cu合金中，随着铬添加量的增加，晶粒变细，但在Ti-10.0mass%Cu中添加铬的样品中，没有观察到晶粒细化，并且确认了看似Ti-Cu沉淀层的图像。此外，对在Ti-10.0质量％Cu合金中添加了锆(Zr：1.0、3.0、5.0质量％)的试制三元合金的机械特性进行了评价。屈服强度随锆的添加量为1.0%而呈现下降趋势,随添加量为3.0%和5.0%而呈现上升趋势。添加1.0%、3.0%、5.0%时伸长率均呈现显着降低的趋势。另外，关于从铸造体表层开始的维氏硬度的变化，对于各添加的样品，从铸造体表层开始50μm附近的硬度显示出最大值，在任意一个样品中都没有观察到变化。距表层200μm以上的样品。无论锆的添加量如何，SEM观察都显示解理断裂面图像。因此，在Ti-Cu合金中添加1.0%~5.0%的锆并没有显着提高屈服强度或抗拉强度，并且延伸率下降，表明它对提高Ta的力学性能没有效果。本研究提出，在Ti-5.0mass%Cu中添加少量0.5～1.0%铬制成的原型合金，其延伸率约为5.0%，可用作牙科铸造用合金。然而，考虑到降低熔点和易切削性的效果，在Ti-10.0质量％Cu合金中添加少量铬的合金也被认为是有用的，但认为需要提高延展性通过热处理。