[发明专利]具有高强度和高杨氏模量的α+β型钛合金冷轧退火板以及其的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及以板宽方向的强度以及杨氏模量高为特征的α+β型钛合金冷轧退火板以及其的制造方法。

背景技术

对于α+β型钛合金，利用高比强度，迄今一直用作航空器的部件等。近年来，航空器中所使用的钛合金的重量比高，其的重要性越来越高。此外，即便在民用品领域，对于高尔夫球杆杆面，也大多使用以高杨氏模量和轻比重为特征的α+β型钛合金。特别是在该用途中，大多以薄板作为原材料来使用，因此高强度α+β型钛合金薄板的需求高。进而，在重视轻量化的汽车用构件等中也期待高强度α+β型钛合金的应用，在该领域中，以冷轧退火板为主的薄板的必要性也高涨。

在高尔夫球杆杆面用途中，以在板面内显示出高强度并且高杨氏模量的方向作为杆面的短边侧时，发现可以消除反弹限制、并且耐久性高。与之相对，对α+β型钛合金进行单向热轧时，作为主相呈现HCP(Hexagonal Closed Packed、六角密堆积)结构的α相的c轴呈现在板宽方向高度地取向的称为Transverse-texture(T-texture、T织构)的织构。此时，在α+β型钛合金中，抑制孪晶变形，支配塑性变形的主滑移系的滑移方向被限定在底面内，因此在具有T-texture的情况下板宽方向的强度上升。因此，通过将单向热轧板的板宽方向作为杆面的短边侧来使用，从而消除反弹限制并且提高耐久性。

专利文献1中公开了α+β型钛合金板，其具有如下的化学成分：活用该现象实现T-texture发达和与其相伴的板宽方向的强度和杨氏模量提高，并且未导致织构的过度发达和与之相伴的过度的强度上升和延性降低。此外，作为汽车用构件，在专利文献2中公开了以具有T-texture的α+β型钛合金板的板宽方向为发动机阀、连杆等发动机构件的轴向的方式进行截断加工，从而提高轴向的强度以及刚性的汽车发动机构件以及其的原材料。这些技术均利用在α+β型钛合金单向热轧板中生成的T-texture。然而，对于这些合金，使冷轧性降低的Al的添加量均高，冷轧困难，因此为适于单向热轧板的技术，例如板厚2.5mm以下那样板厚较薄的冷轧板的制造技术至今尚不明确。

另一方面，在α+β型钛合金中，提出了几种可以制造冷轧板的α+β型钛合金。在专利文献3以及专利文献4中，提出了以Fe、O、N为主要添加元素的低合金系α+β型钛合金。作为β稳定化元素添加Fe、作为α稳定化元素添加O、N之类的廉价元素，并且以适当的范围、均衡地添加O、N量，从而可以确保高强度和延性平衡。在室温下为高延性，因此也可以制造冷轧制品。此外，专利文献5中，通过在含有有助于高强度化也使延性降低、降低冷加工性的Al，并且添加对于强度上升有效并且无损冷轧性的Si、C，从而可以进行冷轧。专利文献6～专利文献10中公开了添加Fe、O，控制晶体取向或者晶体粒径等，提高机械特性的技术。

进而，专利文献11中，对于为了确保α+β型钛合金热轧板的高冷轧性而应该具有的织构进行了记载，公开了若该热轧板具有发达的T-texture，则冷轧性、冷加工下的卷材处理性良好的技术。因此，具有专利文献11中记载的化学成分和织构的钛合金热轧板的冷轧性良好，制造较薄的冷轧制品是比较容易的。然而，对于这些专利文献3～专利文献11所示的α+β型钛合金冷轧之后进行退火时，根据冷轧以及退火的组合条件，容易产生HCP的c轴在接近板的法线方向取向的Basal-texture(B-texture、B-织构)，损伤在单向热轧下生成的T-texture，因此难以维持板宽方向的高强度和杨氏模量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-132057号公报

专利文献2：WO2011-068247A1

专利文献3：日本特许第3426605号公报

专利文献4：日本特开平10-265876号公报

专利文献5：日本特开2000-204425号公报

专利文献6：日本特开2008-127633号公报

专利文献7：日本特开2010-121186号公报

专利文献8：日本特开2010-31314号公报

专利文献9：日本特开2009-179822号公报

专利文献10：日本特开2008-240026号公报

专利文献11：WO2012-115242A1

非专利文献

非专利文献1：社团法人日本钛协会发行，平成18年4月28日“チタン”Vol.54，No.1，42～51页

发明内容