| 研究概要 |
本研究で選定したTi-4mass%Cr合金は、市販のチタン粉末(-350mesh)とクロム粉末(-350mesh)を単純に混合・圧粉成形したのち真空焼結するという通常の粉末冶金法で容易に製造できる.しかも,本合金は約900°C以上の高温域では原子の拡散性に優れたBCC構造のβ相となるため、1250°Cで1時間の真空焼結を行なうだけで,1)クロムの均一拡散が達成される,2)相対密度にして92%まで緻密化するという利点を有する.焼結ままの状態でも900MPa程度の高い強度を有しながら約10%の伸びを示すが,残存する気孔のために,破壊靱性や疲労特性などの面で比較すると現用のチタン合金より劣ることが判明した。これらの機械的諸特性を改善するには、残存気孔を少なくとも1vol%以下にまで下げる必要があり,高温域では軟らかく加工性に富むというβ相特有の性質を利用して,焼結体の高温鍛造を行った結果,目的とする形態に加工すると同時にほぼ完全に緻密化出来た.しかも,焼結体に残存する気孔は,真空焼結の過程ですべて閉気孔となっているため,加工中に内部酸化が起こることもなく,溶製材と同様な健全なチタン材料が得られることも確認した.また,本合金は、焼結材に適切な熱処理を施すことにより超塑性変形を起こすこともわかった.その処理とは,マルテンサイト組織を得るために焼結材をβ領域から水焼入し,そのあとマルテンサイト組織を微細な等軸粒に変えるために700°Cで十分に変形することである.超塑性変形は,本合金の加工性を改善する上で非常に有効であった.
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