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公開番号2025129912
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026887
出願日2024-02-26
発明の名称チタン合金とその製造方法
出願人国立大学法人東北大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22C 14/00 20060101AFI20250829BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】室温および高温で、高い強度を有するTi-Al-O-X型のチタン合金と、その製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のチタン合金は、酸素を1～5at%、アルミニウムを7～15at%、かつβ相安定化元素を1.5～12at%の比率で含有し、残部がチタンと不可避不純物からなり、α相、および、α₂相とβ相とβ₁相とラーベス相のうち一種以上の析出相、が存在する組織を有する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸素を１～５ａｔ％、アルミニウムを７～１５ａｔ％、かつβ相安定化元素を１．５～１２ａｔ％の比率で含有し、残部がチタンと不可避不純物からなり、
α相、および、α
２
相とβ相とβ
１
相とラーベス相のうち一種以上の析出相、が存在する組織を有する、ことを特徴とするチタン合金。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記β相安定化元素として、モリブデン、クロム、鉄のうち、一種以上を含有する、ことを特徴とする請求項１に記載のチタン合金。
【請求項３】
前記β相安定化元素として、前記モリブデンを１．５～１２ａｔ％の比率で含有する、ことを特徴とする請求項２に記載のチタン合金。
【請求項４】
前記β相安定化元素として、前記クロムを１．５～１２ａｔ％の比率で含有する、ことを特徴とする請求項２に記載のチタン合金。
【請求項５】
前記β相安定化元素として、前記鉄を１．５～９ａｔ％の比率で含有する、ことを特徴とする請求項２に記載のチタン合金。
【請求項６】
請求項１または２のいずれかに記載のチタン合金の製造方法であって、
前記チタン、前記アルミニウム、前記β相安定化元素、および、酸素を含むチタンを溶解する混合物作製工程と、
９００℃以上、１３００℃以下の均質化処理を行う均質化処理工程と、を有することを特徴とするチタン合金の製造方法。
【請求項７】
前記均質化処理工程の後に、５００℃以上、８５０℃以下の時効処理を行う時効処理工程を、さらに有する、ことを特徴とする請求項６に記載のチタン合金の製造方法。
【請求項８】
請求項１または２のいずれかに記載のチタン合金の製造方法であって、
前記チタン、前記アルミニウム、前記β相安定化元素、および、酸素を含むチタンを溶解する混合物作製工程と、
５００℃以上、８５０℃以下の時効処理を行う時効処理工程と、を有することを特徴とするチタン合金の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタン合金とその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
チタン合金は、軽量であり、生体適合性が高く、かつ耐食性に優れるため、航空機等の高温部材、医療部材、高耐食部材として利用されている。特に高温部材では、燃費向上などの観点から、高比強度化、耐用温度の上昇が求められている。
【０００３】
現在最も広く利用されているＴｉ－６Ａｌ－４Ｖ、ニアα型合金は、α相（Ａ３）とβ相（Ａ２）の相分率によって特性が制御されており、耐熱性に優れるα相を強化、安定化することで、高温における強度が得られている。α相安定化元素としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｒが広く利用されているが、それらの添加量が増加すると、α
２
－Ｔｉ
３
Ａｌ相（Ｄ０
１９
）が析出し、脆化を招くことがあると考えられている。現在利用されているα＋β型の合金は、このα
２
相が析出しない最大の量までα相安定化元素が添加されており、α相による強化の余地は大きくはないと言える。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
小柳禎彦：まてりあ、第５８巻、第４号（２０１９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、室温および高温で、高い強度を有するＴｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｘ型のチタン合金と、その製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
【０００７】
（１）本発明の一態様に係るチタン合金は、酸素を１～５ａｔ％、アルミニウムを７～１５ａｔ％、かつβ相安定化元素を１．５～１２ａｔ％の比率で含有し、残部がチタンと不可避不純物からなり、α相、および、α
２
相とβ相とβ
１
相とラーベス相のうち一種以上の析出相、が存在する組織を有する。
【０００８】
（２）上記（１）に記載のチタン合金において、前記β相安定化元素として、モリブデン、クロム、鉄のうち、一種以上を含有してもよい。
【０００９】
（３）上記（２）に記載のチタン合金において、前記β相安定化元素として、前記モリブデンを１．５～１２ａｔ％の比率で含有してもよい。
【００１０】
（４）上記（２）に記載のチタン合金において、前記β相安定化元素として、前記クロムを１．５～１２ａｔ％の比率で含有してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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