[发明专利]β型钛合金

说明书

技术领域

本发明涉及β型钛合金。

背景技术

β型钛合金是添加V、Mo等的β型稳定化元素，在室温下残留有稳定的β相的钛合金。β型钛合金，冷加工性优异，且通过时效热处理，α相微细地析出，可得到抗拉强度约为1400MPa的高强度，并且杨氏模量比较低，因此可适用于弹簧、高尔夫球杆头、拉链等各种用途。

以往的β型钛合金，若由Ti-15质量％V-3质量％Cr-3质量％Sn-3质量％Al(以后省略质量％的记载)、Ti-13V-11Cr-3Al、Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr所代表的那样，大量地含有V、Mo，其合计量为12质量％以上。

与此相对，提出了抑制V、Mo的添加量，并添加了作为比较廉价的β型稳定化元素的Fe、Cr的β型钛合金的方案。

日本专利第2859102号公报中记载的发明，为Ti-Al-Fe-Mo系的β型钛合金，Moeq(Mo当量)大于16，其代表性的组成是：Al为1～2质量％、Fe为4～5质量％、Mo为4～7质量％、O(氧)为0.25质量％以下。

日本特开平03-61341号公报、日本特开2002-235133号公报、日本特开2005-60821号公报中记载的发明，为Ti-Al-Fe-Cr系的β型钛合金，没有添加V、Mo，以质量％计，Fe分别为1～4％、8.8％以下(但是，Fe+0.6Cr为6～10％)、5％以下，Cr分别为6～13％、2～12％(但是，Fe+0.6Cr为6～10％)、10～20％的范围。

日本特开2005-154850号公报、日本特开2004-270009号公报、日本特开2006-111934号公报中记载的发明，分别为Ti-Al-Fe-Cr-V-Mo-Zr系、Ti-Al-Fe-Cr-V-Sn系、Ti-Al-Fe-Cr-V-Mo系的β型钛合金。上述任一种β型钛合金都同时添加有Fe和Cr，且含有V、Mo二者或其中的任一种。而且，在日本特开2005-154850号公报、日本特开2004-270009号公报中，分别添加有2～6质量％的Zr、2～5质量％的Sn。

发明内容

如上所述，日本专利第2859102号公报、日本特开平03-61341号公报、日本特开2002-235133号公报、日本特开2005-60821号公报、日本特开2005-154850号公报、日本特开2004-270009号公报、日本特开2006-111934号公报，是抑制V、Mo的添加量，并添加了作为比较廉价的β型稳定化元素的Fe、Cr的β型钛合金。

但是，作为廉价的β稳定化元素的Fe，在熔化工序的凝固时容易偏析，因此在日本专利第2859102号公报(Ti-Al-Fe-Mo系)中，含有4～5质量％的Fe，超过4质量％而大量地添加时，由于成分偏析，材质特性、时效硬化特性产生偏差的可能性提高。另外，日本专利第2859102号公报不含有Cr。

在日本特开平03-61341号公报、日本特开2002-235133号公报、日本特开2005-60821号公报中，除了Fe之外，还大量地使用作为比较廉价的β稳定化元素的Cr，没有使用V、Mo。但是，Cr以与Fe同样的倾向进行成分偏析，因此即使是β稳定化元素仅为Fe和Cr，且大量地添加有它们的这些β型钛合金，由于成分偏析，材质特性、时效硬化特性产生偏差，产生强度高的区域和强度低的区域，在这些区域间的强度之差较大时，将该材料应用于螺旋形弹簧等的弹簧时，强度低的区域成为疲劳破坏的起点，寿命变低的可能性提高。