| 研究概要 |
本年度は、β型チタン合金の水素誘起割れにおける水素の侵入、水素化物の析出挙動と組織との関係を調べ、さらに二段時効および加工熱処理により一層の材質強化したβ型チタン合金を開発した。
1.時効硬化したβ型チタン合金を溶接すると熱影響部においてα相の固溶がおこり、硬度の低下つまり軟化域が生じる。そこで溶接後773Kで86.4Ks時効処理をすることにより溶接熱影響部は母材よりも硬化した。そこで溶接部を想定した熱処理を行った結果、1573Kと溶接ボンド部に相当する高い温度で溶体化処理した場合、従来の1073K溶体化材にくらべ673Kおよび773Kでの時効硬化特性が促進された。その原因はX線回折により、α相の体積率の増加およびα相の格子定数の減少およびα相の微細なためてあることが判明した。
2.水素誘起割れにおける組織および水素の挙動について検討した。その結果、溶体化処理材では陰極電解で水素添加をした場合、β相組織であり80K付近にβ相中の水素によるSnoekピ-クが生じ、水素はβ相中に固溶されるが、水素化物によるピ-クは生じなかった。溶体化処理後、673K,および773Kで時効処理した試料はα+β組織であり水素添加した場合80K付近にβ相中の水素によるSnoekピ-クおよび180ー230K付近に水素化物によるピ-クが生じ、X線回折においても水素化物の回折ピ-クが観察された。この事象は私共が報告しているα+β組織のTiー64lー4V合金と同事象であった。これらのことから時効した高硬度、高強度β型チタン合金は水素化物を生成しやすく、とくに溶接部のごとく時効硬化が促進された領域は顕著に水素誘起割れが生じることがわかった。
3.溶接部の時効特性を母材と同様に改善する熱処理を考案し、さらには二段時効および加工後時効処理をおこなう加工熱処理によりさらに高強度、高硬度のβ型チタン合金が得られた。
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