チタンおよびチタン合金の熱処理 (2)

(続き)

合金の種類と熱処理に対する反応

熱処理に対するチタンおよびチタン合金の反応は、金属の組成と、チタンの結晶変態に対する合金元素の影響によって異なります。さらに、さまざまな合金は異なる目的のために設計されているため、すべての熱処理サイクルがすべてのチタン合金に適用できるわけではありません。
チタン合金は、含まれる合金元素の種類と量に基づいて、 、準 、- 、または合金に分類されます。アルファチタン合金およびニアアルファチタン合金は応力除去と焼きなましが可能ですが、これらの合金ではどのような種類の熱処理（溶体化ベータ処理や焼き入れ後の時効処理など）によっても高強度を発現させることはできません。
基本的なアルファ合金、ニアアルファ合金、アルファベータ合金、およびベータ合金は、化学組成の関数である製造可能な微細構造 (相および分布) に合わせた熱処理応答を持っています。

アルファ、アルファに近い: アルファ合金は相変化がほとんどないため、熱処理によって微細構造をあまり操作することができません。したがって、アルファ合金では熱処理によって高強度を発現させることができません。ただし、Ti-8Al-1Mo-1V などの一部のニアアルファ合金は、溶体化処理および時効処理を行うことで、より高い強度を得ることができます。アルファチタン合金とニアアルファチタン合金はどちらも応力除去と焼きなましが可能です。

アルファ-ベータ: アルファ-ベータ合金は、最大クラスのチタン合金を構成します。微細構造は、ベータトランザスの下または上で加工（鍛造）および/または熱処理することによって実質的に変更できます。これらの二相合金の相の組成、サイズ、分布は、特定の制限内で操作できます。その結果、アルファ-ベータ合金は熱処理によって硬化することができ、最大の強度を生み出すために溶体化処理と時効処理が使用されます。応力緩和などの他の熱処理もこれらの合金に適用できます。

ベータ合金: 市販の (準安定) ベータ合金では、応力緩和処理と時効処理を組み合わせることができます。また、焼鈍と溶体化処理は同一の操作で行うことができます。

同素体変態に対する影響に関して、チタンの合金元素は安定剤または安定剤として分類されます。酸素やアルミニウムなどのアルファ安定剤は、変態温度を上昇させます。窒素と炭素も安定剤ですが、これらの元素は通常、合金配合に意図的に添加されることはありません。マンガン、クロム、鉄、モリブデン、バナジウム、ニオブなどのベータ安定剤は変態温度を下げ、添加量によっては室温で一部の相が保持される可能性があります。
合金 Ti{0}}Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr および Ti{6}}Al-2Sn{{7} }Zr-6Mo は重い部分の強度を考慮して設計されています。
合金 Ti{0}}Al-2Sn-4Zr-2Mo および Ti-6Al-5Zr-0.5Mo{{8 }}.2Si 耐クリープ性。
Ti-6Al-2Nb-1 Ta-1Mo および Ti-6Al-4V 合金、塩水溶液中での応力腐食に対する耐性高い破壊靱性を実現します。
溶接性を高める合金 Ti{0}}Al-2.5Sn および Ti-2.5Cu
合金 Ti{0}}Al-6V-2Sn、Ti-6Al-4V および Ti{6}}V-2Fe{{ 7}}Al は低温から中程度の温度で高強度を実現します。