KR20170125981A - α-β type titanium alloy - Google Patents
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Abstract
Ti-6Al-4V로 대표되는 α-β형 타이타늄 합금 레벨의 고강도와 우수한 열간 가공성을 갖고, 또한 상기 Ti-6Al-4V보다도 우수한 피삭성을 나타내는 α-β형 타이타늄 합금을 제공한다. 해당 α-β형 타이타늄 합금은, 질량%로, Cu: 0.1∼2.0% 및 Ni: 0.1∼2.0% 중 적어도 1종의 원소, Al: 2.0∼8.5%, C: 0.08∼0.25%, 및 Cr: 0∼4.5% 및 Fe: 0∼2.5% 중 적어도 1종의 원소를 합계로 1.0∼7.0%를 포함하고, 잔부가 Ti 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.? -Type titanium alloy alloy having high strength and excellent hot workability at the level of? -Type titanium alloy represented by Ti-6Al-4V and exhibiting machinability superior to that of Ti-6Al-4V. Wherein the α-β type titanium alloy comprises at least one element selected from the group consisting of Cu: 0.1 to 2.0% and Ni: 0.1 to 2.0%, Al: 2.0 to 8.5%, C: 0.08 to 0.25% 0 to 4.5% and Fe: 0 to 2.5%, and the balance of Ti and inevitable impurities.
Description
본 발명은 α-β형 타이타늄 합금에 관한 것이다. 특히 피삭성이 우수한 α-β형 타이타늄 합금에 관한 것이다.The present invention relates to an? -? -Type titanium alloy. And particularly relates to an? -? -Type titanium alloy excellent in machinability.
Ti-6Al-4V로 대표되는 고강도 α-β형 타이타늄 합금은 경량, 고강도, 고내식성인 것에 더하여, 열처리에 의해 용이하게 강도 레벨을 변화시키는 것이 가능하기 때문에, 종래부터 항공기 산업을 중심으로 다용되어 왔다. 이들 특성을 더욱 활용하기 위해, 근년에는, 자동차나 자동 이륜차의 엔진 부재와 같은 자동차 부품, 골프 용품을 비롯한 스포츠 용품, 토목 건축용 소재, 각종 공구류, 안경 프레임 등의 민생품 분야나, 심해나 에너지 개발 용도 등으로의 적용 확대도 진행되고 있다.The high strength α-β type titanium alloy typified by Ti-6Al-4V is lightweight, high strength, and highly corrosion resistant, and can be easily changed in strength level by heat treatment. come. In recent years, in order to further utilize these characteristics, there has been a tendency to develop various types of products such as automobile parts such as automobile parts for automobiles and motorcycles, sports goods including golf goods, civil engineering construction materials, various tools, And the application to the application is also expanding.
상기 α-β형 타이타늄 합금으로서, 예를 들면 특허문헌 1에는, 피로 강도가 우수한 α-β형 타이타늄 합금 압출재, 및 그 α-β형 타이타늄 합금 압출재의 제조 방법이 나타나 있다. 구체적으로 α-β형 타이타늄 합금 압출재로서, 규정량의 C, Al을 함유함과 더불어, V, Cr, Fe, Mo, Ni, Nb, Ta 중 어느 것을 합계로 2.0∼10.0% 함유하고, 일차 α상의 면적률이 일정 범위 내에 있고, 그 일차 α상 중 80% 이상의 일차 α립의 장경의 방향이 규정된 각도 범위 내에 들어가고, 또한 이차 α상의 평균 단경이 0.1μm 이상인 것이 나타나 있다.As the α-β-type titanium alloy, for example, Patent Document 1 shows an α-β-type titanium alloy extruded material excellent in fatigue strength and a method for producing the α-β-type titanium alloy extruded material. Specifically, the extruded material of the α-β type titanium alloy contains a specified amount of C and Al, 2.0 to 10.0% of the total of V, Cr, Fe, Mo, Ni, Nb and Ta, Of the primary α-phase is within a certain range and the direction of the long diameter of the primary α-lip more than 80% of the primary α-phase falls within the prescribed angle range and the average short diameter on the secondary α-phase is 0.1 μm or more.
또한, 단조성을 높인 α-β형 타이타늄 합금으로서, 특허문헌 2에는, Ti-6Al-4V 합금보다도 강도가 높고, 주조성이 우수한 주조용 α-β형 타이타늄 합금이 나타나 있다. 구체적으로는, 규정량의 Al, Fe+Cr+Ni, 및 C+N+O, 추가로는 필요에 따라서 규정량의 V를 포함하고, 잔부가 Ti 및 불가피적 불순물로 이루어지는 α-β형 타이타늄 합금이 나타나 있다.Further, Patent Document 2 discloses an? -? -Type titanium alloy having a higher strength and higher castability than a Ti-6Al-4V alloy as a? -? -Type titanium alloy with an increased mono-composition. Specifically, it is preferable to use an α-β type titanium alloy containing a specified amount of Al, Fe + Cr + Ni, and C + N + O, further including a specified amount of V if necessary, and the balance of Ti and inevitable impurities Alloy.
그러나, α-β형 타이타늄 합금의 현저하게 높은 제조 비용에 더하여, 특히 피삭성이 나쁘다는 것이, α-β형 타이타늄 합금의 적용 확대의 방해가 되고 있어, 사용 범위는 한정되어 있는 것이 현 상황이다. 이와 같은 실정에 비추어, 근년에는, 피삭성을 개선한 여러 가지의 타이타늄 합금이 제안되고 있다.However, in addition to the remarkably high production cost of the? -? -Type titanium alloy, particularly bad machinability is hindered from expanding the application of the? -? -Type titanium alloy, and the use range is limited . In view of this situation, in recent years, various types of titanium alloys having improved machinability have been proposed.
예를 들면 특허문헌 3에는, 희토류 원소(REM, Rare Earth Metal)와 Ca, S, Se, Te, Pb, Bi를 적절히 함유시켜, 입상의 화합물을 형성하는 것에 의해 인성, 연성의 저하를 억제하면서, 피삭성을 향상시킨 커넥팅 로드용 타이타늄 합금이 기재되어 있다. 특허문헌 4에도, 희토류 원소를 함유시키는 것에 의해 피삭성을 향상시키고, B를 함유시키는 것에 의해 열간 가공성을 개선시킨 쾌삭 타이타늄 합금이 기재되어 있다.For example, Patent Document 3 discloses a method in which a rare earth element (REM, Rare Earth Metal) and Ca, S, Se, Te, Pb and Bi are appropriately contained to form a granular compound to suppress deterioration of toughness and ductility , And titanium alloys for connecting rods having improved machinability. Patent Document 4 also discloses a free-cutting titanium alloy in which hot workability is improved by including a rare earth element to improve machinability and incorporating B therein.
특허문헌 5에는, 쾌삭 성분으로서, P와 S, P와 Ni, 또는 P와 S와 Ni, 추가로는 이들 원소에 더하여 REM을 첨가하는 것에 의해, 매트릭스의 연성 저하와 개재물의 미세화를 도모하여, 쾌삭성을 개선하면서, 열간 가공성을 확보함과 더불어 피로 강도의 저하를 억제한 쾌삭성 타이타늄 합금이 기재되어 있다.Patent Literature 5 discloses that the addition of REM to P and S, P and Ni, or P, S and Ni, and additionally these elements as free-cutting components reduces the ductility of the matrix and makes the inclusions finer, Discloses a free-cutting titanium alloy which is capable of securing hot workability while suppressing deterioration of fatigue strength while improving free cutting properties.
또한 특허문헌 6에는, 피삭성 및 열간 가공성이 우수한 α-β형 타이타늄 합금으로서, 규정량의 C, Al과 함께, 각 규정량의 V, Cr, Fe, Mo, Ni, Nb, Ta의 β 안정화 원소군으로부터의 1종 또는 2종 이상을 합계로 2.0∼10% 포함하고, 잔부 Ti 및 불순물로 이루어지며, 조직 중의 TiC 석출물의 평균 면적률이 1% 이하이고, 또한 TiC 석출물의 평균 원 상당 직경의 평균치가 5μm 이하인 타이타늄 합금이 나타나 있다.Patent Document 6 discloses an α-β type titanium alloy having excellent machinability and hot workability. The α-β type titanium alloy has a β-stabilization of V, Cr, Fe, Mo, Ni, Wherein the total area ratio of TiC precipitates in the structure is 1% or less and the average circle equivalent diameter of the TiC precipitates is in the range of 2.0 to 10% in total, and the balance Ti and impurities are contained, Is 5 mu m or less.
그러나, 상기 특허문헌 3이나 특허문헌 4와 같이 REM을 이용하여 금속 개재물을 석출시키거나, 상기 특허문헌 5와 같이 P를 적극적으로 함유시켜 P 개재물을 형성시키거나, 또한 특허문헌 6대로 TiC 석출물의 사이즈를 제어하는 방법에서는, 이들 석출물이나 개재물의 석출이 용해-단조 공정에 있어서의 온도나 냉각 속도의 영향을 받기 쉬워, 해당 석출물 등의 사이즈의 제어가 어려운 것으로 생각된다. 또한 소재의 형상이나 사이즈에 따라, 상기 석출물이나 개재물의 사이즈 등의 격차도 생기기 쉽다. 따라서, 목적하는 개재물을 석출시켜 우수한 피삭성을 얻기 위해서는, 제조 공정상 엄밀한 관리가 필요한 것과 같은 문제가 있다.However, as in Patent Document 3 and Patent Document 4, metal inclusions are precipitated by REM, P is positively contained as in Patent Document 5 to form P inclusions, and TiC precipitates In the method of controlling the size, it is considered that the precipitation of these precipitates and inclusions is easily affected by the temperature and the cooling rate in the dissolving-forging process and it is difficult to control the size of the precipitates or the like. Further, depending on the shape and size of the material, the size of the precipitates and inclusions may easily vary. Therefore, there is a problem that precise management is required in the manufacturing process in order to precipitate a desired inclusion to obtain excellent machinability.
본 발명은 상기와 같은 사정에 주목하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 상기 제조 공정의 엄밀한 관리 등을 필요로 하지 않고도, 상기 Ti-6Al-4V로 대표되는 α-β형 타이타늄 합금 레벨의 고강도와 우수한 열간 가공성을 가짐과 더불어, 상기 Ti-6Al-4V보다도 우수한 피삭성을 나타내는 α-β형 타이타늄 합금을 실현하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a high-strength and high-strength α-β type titanium alloy level represented by Ti-6Al-4V, The present invention is to realize an? -? -Type titanium alloy having hot workability and exhibiting machinability superior to that of Ti-6Al-4V.
상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 α-β형 타이타늄 합금은, 질량%로, Cu: 0.1∼2.0% 및 Ni: 0.1∼2.0% 중 적어도 1종의 원소, Al: 2.0∼8.5%, C: 0.08∼0.25%, 및 Cr: 0∼4.5% 및 Fe: 0∼2.5% 중 적어도 1종의 원소를 합계로 1.0∼7.0%를 포함하고, 잔부가 Ti 및 불가피 불순물로 이루어지는 데에 특징을 갖는다.The α-β type titanium alloy according to the present invention, which can solve the above problems, contains at least one element selected from the group consisting of Cu: 0.1 to 2.0% and Ni: 0.1 to 2.0%, Al: 2.0 to 8.5% 0.08 to 0.25%, Cr: 0 to 4.5% and Fe: 0 to 2.5%, and the balance of Ti and inevitable impurities.
상기 α-β형 타이타늄 합금은, 추가로, 질량%로, V: 0% 초과 5.0% 이하, Mo: 0% 초과 5.0% 이하, Nb: 0% 초과 5.0% 이하 및 Ta: 0% 초과 5.0% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를, 합계로 0% 초과 10% 이하 포함하고 있어도 된다.The above-mentioned? -? -Type titanium alloy further contains, by mass%, V: more than 0% and not more than 5.0%, Mo: not less than 5.0%, Nb: not more than 5.0% Or less, and more than 0% and not more than 10% of the total of at least one element selected from the group consisting of
또한 상기 α-β형 타이타늄 합금은, 추가로, 질량%로, Si: 0% 초과 0.8% 이하를 포함하고 있어도 된다.The? -? -Type titanium alloy may further contain, in mass%, Si: more than 0% and not more than 0.8%.
본 발명에 의하면, Ti-6Al-4V로 대표되는 α-β형 타이타늄 합금 레벨의 고강도와 우수한 단조성 등의 열간 가공성을 가짐과 더불어, 상기 Ti-6Al-4V보다도 우수한 피삭성을 나타내, 양호한 공구 수명의 확보가 가능한 α-β형 타이타늄 합금을 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a Ti-6Al-4V alloy which exhibits excellent machinability such as high strength of α-β type titanium alloy level represented by Ti-6Al-4V and superior hot workability, It is possible to provide an? -? -Type titanium alloy capable of securing a service life.
도 1은 본 발명의 타이타늄 합금의 현미경 사진이다.1 is a micrograph of a titanium alloy of the present invention.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 특히 Cu와 Ni 중 적어도 1종을 규정량 함유시키는 것에 의해, 고온에서의 연성이 대폭으로 향상되고, 특히, 변형 저항의 저하에 의해 절삭 가공 시에 절분(切粉)이 얇게 형성되어 절삭 저항이 낮아지는, 즉 피삭성이 향상되는 것을 발견하였다. 이하, 본 발명의 α-β형 타이타늄 합금의 성분 조성에 대해, 본 발명의 특징인 Cu, Ni부터 순서대로 설명한다.The inventors of the present invention have conducted intensive studies in order to solve the above problems. As a result, particularly when at least one of Cu and Ni is contained in a specified amount, ductility at high temperature is significantly improved, and in particular, the cutting powder is formed thinly at the time of cutting due to the lowering of the deformation resistance The cutting resistance is lowered, that is, the machinability is improved. Hereinafter, the composition of the? -? -Type titanium alloy of the present invention will be described in order from Cu and Ni which are characteristics of the present invention.
Cu: 0.1∼2.0% 및 Ni: 0.1∼2.0% 중 적어도 1종의 원소At least one element selected from the group consisting of Cu: 0.1 to 2.0% and Ni: 0.1 to 2.0%
이들 원소는 합금 중의 α상 및 β상에 고용되어, 고온에서의 연성을 증대시켜, 열간 가공성을 향상시킨다. 그에 의해 특히 절삭 저항이 낮아져, 피삭성이 향상된다. 이들 원소는 단독으로 이용해도 되고 2종을 병용해도 된다. 각 원소의 함유량이 0.1% 미만이면 상기 연성 향상의 효과가 작다. 따라서 각 원소의 함유량을 0.1% 이상으로 하였다. 각 원소의 함유량은 바람직하게는 각각 0.3% 이상, 보다 바람직하게는 각각 0.5% 이상이다. 한편, 각 원소의 함유량이 2.0%를 초과하면, 경도가 상승하는 것에 의한 피삭성의 저하나 단조성 등의 열간 가공성의 저하가 생기기 쉬워진다. 따라서 각 원소의 함유량을 2.0% 이하로 하였다. 각 원소의 함유량은 바람직하게는 각각 1.5% 이하이고, 보다 바람직하게는 각각 1.0% 이하이다.These elements are dissolved in the? -Phase and? -Phase in the alloy to increase the ductility at high temperature and improve the hot workability. As a result, the cutting resistance is lowered, and machinability is improved. These elements may be used alone or in combination. If the content of each element is less than 0.1%, the effect of improving the ductility is small. Therefore, the content of each element was set to 0.1% or more. The content of each element is preferably 0.3% or more, and more preferably 0.5% or more. On the other hand, when the content of each element exceeds 2.0%, the hardness is increased and the hot workability such as a reduction in the workability is liable to be lowered. Therefore, the content of each element was set to 2.0% or less. The content of each element is preferably 1.5% or less, more preferably 1.0% or less.
Al: 2.0∼8.5%Al: 2.0 to 8.5%
Al은 α 안정화 원소이고, α상을 생성시키기 위해서 함유시킨다. Al량이 2.0% 미만이면 α상의 생성이 과소해져, 충분한 강도가 얻어지지 않는다. 따라서 Al량은 2.0% 이상으로 한다. Al량은 바람직하게는 2.2% 이상, 보다 바람직하게는 3.0% 이상이다. 한편, Al량이 8.5%를 초과하여 과잉이 되면, 연성이 열화된다. 따라서 Al량은 8.5% 이하로 한다. Al량은 바람직하게는 8.0% 이하, 보다 바람직하게는 7.0% 이하, 더 바람직하게는 6.0% 이하이다.Al is an? -Stabilizing element, and is contained in order to generate an? -Phase. If the amount of Al is less than 2.0%, the generation of the alpha phase becomes too small and sufficient strength can not be obtained. Therefore, the amount of Al is 2.0% or more. The amount of Al is preferably 2.2% or more, and more preferably 3.0% or more. On the other hand, if the amount of Al exceeds 8.5% and the excess amount is present, the ductility deteriorates. Therefore, the Al content should be 8.5% or less. The amount of Al is preferably 8.0% or less, more preferably 7.0% or less, and still more preferably 6.0% or less.
C: 0.08∼0.25%C: 0.08 to 0.25%
C는 강도 향상 효과를 나타내는 원소이고, 이 효과를 발휘시키기 위해서는, C량을 0.08% 이상으로 할 필요가 있다. C량은 바람직하게는 0.10% 이상이다. 한편, C량이 0.25%를 초과하면, α상 중에 고용되지 않는 조대한 TiC가 잔류하여, 기계적 특성이 열화된다. 따라서 C량은 0.25% 이하로 한다. C량은 바람직하게는 0.20% 이하이다.C is an element showing an effect of improving the strength. In order to exhibit this effect, the C content needs to be 0.08% or more. The amount of C is preferably 0.10% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.25%, coarse TiC that does not solidify in the? Phase remains and deteriorates the mechanical properties. Therefore, the C content should be 0.25% or less. The C content is preferably 0.20% or less.
Cr: 0∼4.5% 및 Fe: 0∼2.5% 중 적어도 1종의 원소를 합계로 1.0∼7.0%At least one element selected from the group consisting of Cr: 0 to 4.5% and Fe: 0 to 2.5%
이들 원소는 β 안정화 원소이다. 이들 원소는 단독으로 이용해도 되고 2종을 병용해도 된다. 상기 효과를 발휘시키기 위해서는, 이들 원소를 합계로 1.0% 이상으로 할 필요가 있다. 이들 원소의 함유량은 바람직하게는 합계로 2.0% 이상, 보다 바람직하게는 합계로 3.0% 이상이다. 이들 원소의 함유량의 하한은 상기와 같이 합계량이 1.0% 이상이면 되고, 개개의 원소의 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않는다. 개개의 원소의 함유량의 하한은 예를 들면, Cr을 함유시키는 경우, 0.5% 이상으로 할 수 있고, 나아가 1.0% 이상으로 할 수 있다. Fe를 함유시키는 경우는, 0.5% 이상으로 할 수 있고, 나아가 1.0% 이상으로 할 수 있다.These elements are? Stabilizing elements. These elements may be used alone or in combination. In order to exhibit the above effect, it is necessary that the total of these elements is 1.0% or more. The content of these elements is preferably 2.0% or more in total, more preferably 3.0% or more in total. The lower limit of the content of these elements is such that the total amount is 1.0% or more as described above, and the lower limit of the content of each element is not particularly limited. The lower limit of the content of each element may be 0.5% or more, for example, when Cr is contained, and may be 1.0% or more. When Fe is contained, the Fe content can be 0.5% or more, and can be 1.0% or more.
한편, 이들 원소의 합계량이 과잉인 경우도 연성은 열화된다. 따라서 이들 원소는 합계로 7.0% 이하로 한다. 바람직하게는 합계로 5.0% 이하, 보다 바람직하게는 합계로 4.0% 이하이다. 상기 합계량의 범위 내이더라도, Fe량이 과잉인 경우는 연성의 저하가 현저해진다. 따라서 Fe량은 2.5% 이하로 억제한다. Fe량은 바람직하게는 2.0% 이하이다. 또한 Cr량이 과잉인 경우는 피삭성이 저하된다. 따라서 Cr량은 4.5% 이하로 한다. Cr량은 바람직하게는 4.0% 이하, 보다 바람직하게는 3.0% 이하이다.On the other hand, when the total amount of these elements is excessive, ductility is deteriorated. Therefore, the total amount of these elements is 7.0% or less. Preferably not more than 5.0%, more preferably not more than 4.0% in total. Even if the total amount is within the range, in the case where the amount of Fe is excessive, deterioration of ductility becomes remarkable. Therefore, the amount of Fe is suppressed to 2.5% or less. The Fe content is preferably 2.0% or less. When the amount of Cr is excessive, the machinability is lowered. Therefore, the Cr content should be 4.5% or less. The amount of Cr is preferably 4.0% or less, more preferably 3.0% or less.
본 발명의 α-β형 타이타늄 합금은 상기 성분을 포함하고, 잔부가 Ti 및 불가피 불순물로 이루어진다. 불가피 불순물로서 P, N, S, O 등을 들 수 있다. 본 발명의 α-β형 타이타늄 합금은 P량이 0.005% 이하, N량이 0.05% 이하, S량이 0.05% 이하, O량이 0.25% 이하로 각각 억제되어 있다. 본 발명의 α-β형 타이타늄 합금은 추가로 하기의 원소를 포함하고 있어도 된다.The? -? -Type titanium alloy of the present invention comprises the above components, and the balance consists of Ti and inevitable impurities. As the inevitable impurities, P, N, S, O and the like can be mentioned. The? -? -Type titanium alloy of the present invention has a P content of 0.005% or less, an N content of 0.05% or less, an S content of 0.05% or less, and an O content of 0.25% or less. The? -? -Type titanium alloy of the present invention may further contain the following elements.
V: 0% 초과 5.0% 이하, Mo: 0% 초과 5.0% 이하, Nb: 0% 초과 5.0% 이하 및 Ta: 0% 초과 5.0% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를, 합계로 0% 초과 10% 이하At least one element selected from the group consisting of V: more than 0% to 5.0% or less, Mo: more than 0% to 5.0%, Nb: more than 0% to 5.0% % To less than 10%
이들 원소는 β 안정화 원소이다. 이들 원소는 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. β상을 생성시키기 위해서는, 이들 원소를 합계로 2.0% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 합계로 3.0% 이상이다. 합계량이 0% 초과이면 되고, 개개의 원소의 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않는다. 개개의 원소의 함유량의 하한은 예를 들면, V를 함유시키는 경우, 0.5% 이상, 나아가 2.0% 이상으로 할 수 있다. Mo를 함유시키는 경우, 0.1% 이상, 나아가 1.0% 이상으로 할 수 있다. Nb를 함유시키는 경우, 0.1% 이상, 나아가 1.0% 이상으로 할 수 있다. Ta를 함유시키는 경우, 0.1% 이상, 나아가 1.0% 이상으로 할 수 있다.These elements are? Stabilizing elements. These elements may be used alone or in combination of two or more. In order to produce the? phase, it is preferable that these elements are contained in a total amount of 2.0% or more, more preferably 3.0% or more in total. The total amount is more than 0%, and the lower limit of the content of each element is not particularly limited. The lower limit of the content of each element may be 0.5% or more, for example, 2.0% or more when V is contained. When Mo is contained, it can be 0.1% or more, and moreover 1.0% or more. When Nb is contained, it may be 0.1% or more, and more preferably 1.0% or more. When Ta is contained, it can be 0.1% or more, and more preferably 1.0% or more.
한편, 이들 원소의 합계량이 과잉이면 연성이 열화된다. 따라서, 이들 원소의 합계량을 10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.0% 이하이다. 또한 해당 합계량의 범위 내이더라도, 적어도 어느 하나의 원소가 과잉인 경우는 연성이 열화된다. 따라서, 어느 원소도 상한을 5.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. 어느 원소도 보다 바람직하게는 4.0% 이하이다.On the other hand, if the total amount of these elements is excessive, the ductility deteriorates. Therefore, the total amount of these elements is preferably 10% or less, and more preferably 5.0% or less. Even if the total amount is within the range, if at least one of the elements is excessive, ductility is deteriorated. Therefore, it is preferable that the upper limit of any element is 5.0% or less. Any element is more preferably 4.0% or less.
Si: 0% 초과 0.8% 이하Si: more than 0% and not more than 0.8%
Si는 타이타늄 합금 중에 Ti5Si3을 석출시킨다. 절삭 시, 이 Ti5Si3에 응력이 집중되어, 이 Ti5Si3을 기점으로 보이드가 발생함으로써, 절분이 분단되기 쉬워진다. 그 결과, 절삭 저항이 저하된다고 생각된다. 이 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Si를 0.1% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3% 이상이다.Si precipitates Ti 5 Si 3 in the titanium alloy. It is the concentration of stress when the cutting, the Ti 5 Si 3, by the voids starting from the Ti 5 Si 3, is apt to machining chips are divided. As a result, it is considered that the cutting resistance is lowered. In order to sufficiently exhibit this effect, it is preferable to contain Si at 0.1% or more, and more preferably at 0.3% or more.
한편, Si량이 과잉이면, 타이타늄 합금의 강도가 지나치게 높아져, 공구가 현저하게 마모 또는 결손되어, 절삭이 곤란해진다. 따라서, Si량은 0.8% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.7% 이하, 더 바람직하게는 0.6% 이하이다.On the other hand, if the amount of Si is excessive, the strength of the titanium alloy becomes excessively high, and the tool is remarkably worn or broken, and cutting becomes difficult. Therefore, the amount of Si is preferably 0.8% or less. , More preferably not more than 0.7%, further preferably not more than 0.6%.
본 발명의 타이타늄 합금으로서, 그 조직이 실온에서, α상 및 β상으로 이루어지거나, 또는 α상, β상, 및 예를 들면 Ti2Cu나 Ti2Ni 등의 제3상으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 또한, Si를 포함하는 경우에는, 전술한 대로 타이타늄 합금 중에 Ti5Si3이 석출된다.As the titanium alloy of the present invention, the structure is composed of an alpha phase and a beta phase at room temperature, or a third phase composed of alpha phase, beta phase, and Ti 2 Cu or Ti 2 Ni, have. Further, in the case of containing Si, Ti 5 Si 3 precipitates in the titanium alloy as described above.
이 α-β형 타이타늄 합금의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 다음의 방법으로 제조할 수 있다. 즉, 상기 성분의 타이타늄 합금을 용제하고, 그 주괴에 대해서 열간 가공, 즉 열간 단조 또는 열간 압연을 행한 후, 필요에 따라 소둔을 실시하는 것에 의해 제조된다. 상기 열간 가공은, 주괴를 β 변태 온도 Tβ∼(Tβ+250)℃ 정도의 온도역으로 가열하고, 「원래의 단면적/열간 가공 후의 단면적」으로 표시되는 가공비로 1.2∼4.0 정도의 조(粗)단조 또는 조압연을 행하고, 이어서 (Tβ-50)∼800℃ 정도의 온도역에서, 가공비 1.7 이상의 마무리 가공을 행한다. 상기 마무리 가공 후, 필요에 따라서 700∼800℃에서 소둔을 실시해도 된다. 소둔은 예를 들면 2∼24시간 행하는 것을 들 수 있다. 또한 그 후, 필요에 따라서 시효 처리를 실시해도 된다.The method for producing the? -? -Type titanium alloy is not particularly limited, and for example, it can be produced by the following method. That is, a titanium alloy of the above-mentioned component is dissolved, hot working is performed on the ingot, that is, hot forging or hot rolling, and then annealing is performed if necessary. The hot working is carried out by heating the ingot to a temperature in the range of about the β transformation temperature T β to (T β +250) ° C., and adjusting the machining ratio represented by "original cross-sectional area / Followed by roughing or rough rolling. Subsequently, finishing is performed at a processing ratio of 1.7 or more at a temperature range of (T ? -50) to 800 占 폚. After the above-mentioned finishing, annealing may be performed at 700 to 800 占 폚, if necessary. Annealing may be carried out, for example, for 2 to 24 hours. Thereafter, if necessary, the aging treatment may be carried out.
한편, 상기 Tβ는 하기 식(1)로부터 구해진다. 하기 식(1)은 모리나가 등, 「d 전자론을 응용한 타이타늄 합금의 설계」, 경금속, Vol. 42, No. 11(1992), p. 614-621에 있어서의 식(1)∼(3)에 상당하는 것이다.On the other hand, T ? Is obtained from the following equation (1). The following formula (1) is based on Morinaga et al., &Quot; Design of Titanium Alloy Using d Electron Theory, " 42, No. 11 (1992), p. (1) to (3) in the following.
Boave=0.326Mdave-1.95×10-4Tβ+2.217···(1) Boave = 0.326Mdave-1.95 × 10 -4 T β + 2.217 ··· (1)
식(1)에 있어서,In the formula (1)
Boave=ΣXi·(Bo)i···(2)Boave =? Xi? (Bo) i (2)
Mdave=ΣXi·(Md)i···(3)Mdave =? Xi? (Md) i (3)
Tβ는 β 변태 온도(K)T ? Is the? Transformation temperature (K)
를 의미한다..
식(2)에 있어서, 각 원소를 원소 i로 표현하였을 때,In expression (2), when each element is represented by element i,
Boave는 원소 i의 결합 차수 Bo의 평균치, Xi는 원소 i의 원자 비율, (Bo)i는 원소 i의 결합 차수 Bo의 값을 나타낸다.Boave represents the average value of the binding order Bo of the element i, Xi represents the atomic ratio of the element i, and (Bo) i represents the value of the binding order Bo of the element i.
식(3)에 있어서, 각 원소를 원소 i로 표현하였을 때,In expression (3), when each element is represented by element i,
Mdave는 원소 i의 d 궤도 에너지 파라미터 Md의 평균치, Xi는 원소 i의 원자 비율, (Md)i는 원소 i의 d 궤도 에너지 파라미터 Md의 값을 나타낸다.Mdave represents the average value of the d orbital energy parameter Md of the element i, Xi represents the atomic ratio of the element i, and (Md) i represents the value of the d orbital energy parameter Md of the element i.
각 원소의 결합 차수 Bo와 d 궤도 에너지 파라미터 Md는 상기 문헌의 p. 616의 표 1에 기재되어 있다. 또한 Xi는 성분 조성으로부터 구해진다. 이들 데이터로부터, Ti를 포함하는 각 원소의 Boave와 Mdave를 구하고, 상기 식(1)에 대입하여, Tβ를 산출할 수 있다. 한편, 이 문헌에는 C의 Bo나 Md의 데이터는 없지만, 본 발명에 있어서 C량은 적기 때문에, C는 무시하고 Tβ를 산출하였다.The coupling order Bo of each element and the d orbital energy parameter Md are described in p. 616 < / RTI > Xi is obtained from the composition of the components. From these data, it is possible to obtain Boave and Mdave of each element including Ti, and substitute the equation (1) into T ? . On the other hand, there is no Bo or Md data of C in this document, but since C amount is small in the present invention, C is ignored and T ? Is calculated.
본원은 2015년 3월 26일에 출원된 일본 특허출원 제2015-064275호 및 2016년 1월 21일에 출원된 일본 특허출원 제2016-009417호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2015년 3월 26일에 출원된 일본 특허출원 제2015-064275호의 명세서의 전체 내용 및 2016년 1월 21일에 출원된 일본 특허출원 제2016-009417호의 명세서의 전체 내용이 본원의 참고를 위해 원용된다.This application claims the benefit of priority based on Japanese Patent Application No. 2015-064275 filed on March 26, 2015, and Japanese Patent Application No. 2016-009417 filed on January 21, 2016. The entire contents of the specification of Japanese Patent Application No. 2015-064275 filed on March 26, 2015 and the entire contents of the specification of Japanese Patent Application No. 2016-009417 filed on January 21, 2016 are incorporated herein by reference do.
실시예Example
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 원래 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following Examples, and it is of course possible to carry out the present invention by modifying it appropriately within a range suitable for the purposes All of which are included in the technical scope of the present invention.
[실시예 1][Example 1]
공시재를 이하의 요령으로 제작하였다. 버튼 아크 용해에 의해, 하기 표 1에 나타내는 각 성분 조성의 타이타늄 합금으로서 사이즈가 직경 약 40mm×높이 20mm인 주괴를 제조하였다. 한편, 어느 예도, P량은 0.005% 이하, N량은 0.05% 이하, S량은 0.05% 이하, 또한 O량은 0.25% 이하로 각각 억제되어 있었다. 또한, 표 1에 있어서 「-」은 그 원소를 첨가하고 있지 않는 것을 의미한다. 이 주괴를 1200℃로 가열하고, 「원래의 단면적/열간 가공 후의 단면적」으로 표시되는 가공비 2.4로 조단조하고, 이어서 870℃에서, 가공비를 4.4로 하여 단조로 마무리 가공하였다. 그 후, 750℃에서 12시간 유지하는 소둔을 실시하여 공시재를 얻었다. 한편, 하기 표 1의 비교예 7에 나타내는 대로, 조단조로 균열이 생긴 것은 마무리 단조를 행하지 않았다.The following materials were prepared for the test materials. By-arc melting, an ingot having a diameter of about 40 mm and a height of 20 mm was produced as a titanium alloy having the respective composition shown in Table 1 below. On the other hand, in either example, the P content was 0.005% or less, the N content was 0.05% or less, the S content was 0.05% or less, and the O content was 0.25% or less. In Table 1, " - " means that the element is not added. The ingot was heated to 1200 DEG C and rough-forged at a machining ratio of 2.4, which was expressed by "the original cross-sectional area / cross-section after hot working". Subsequently, the ingot was subjected to forging at 870 DEG C with a machining ratio of 4.4. Thereafter, annealing was performed at 750 占 폚 for 12 hours to obtain a publicly known material. On the other hand, as shown in Comparative Example 7 in Table 1 below, finishing forging was not performed in the case where cracks were formed by roughing.
단조성의 평가Evaluation of mono-composition
열간 가공성의 평가를, 본 실시예에서는 열간에서의 단조성으로 평가하였다. 상세하게는, 상기 조단조와 마무리 단조의 각 단조 시에서의 균열의 유무로 평가하였다. 즉, 각 단조 후에 상기 공시재의 표면을 육안으로 관찰하여, 균열이 생겨 있는 경우를 NG, 균열이 생겨 있지 않은 경우를 OK라고 판단하였다. 그리고, 조단조와 마무리 단조 모두에 있어서 OK인 경우를 단조성이 우수하다고 평가하였다.The evaluation of the hot workability was evaluated by mono-composition in the hot state in this embodiment. Specifically, evaluation was made as to whether or not cracks were formed in the respective forging of the rough forging and finishing forging. That is, the surface of the specimen was observed with naked eyes after each forging, and it was judged as NG when the crack occurred and OK when the crack did not occur. It was evaluated that the case of OK in both roughing and finishing forging was excellent in mono-composition.
피삭성의 평가Evaluation of machinability
상기 단조성이 양호하였던 것을 대상으로, 피삭성의 평가를 하기와 같이 행하였다. 즉, 상기 공시재로부터 하기 사이즈의 시험편을 채취하여, 하기의 절삭 조건에서 절삭 시험을 행하였다. 그리고 피삭성은, 키슬러사제의 절삭 동력계, 형식: 9257B를 이용하여 절삭 개시부터 절삭 종료까지의 절입 방향의 절삭 저항을 측정하고, 이 절삭 개시부터 절삭 종료까지의 절삭 저항의 평균치를 평균 절삭 저항으로서 구하였다. 그리고, 일반적인 α-β형 타이타늄 합금인 Ti-6Al-4V를 동 조건에서 절삭 시험한 경우, 평균 절삭 저항은 180N이기 때문에, 이 실시예 1에서는, 평균 절삭 저항이 180N보다도 낮은 경우를 피삭성이 우수하다고 평가하고, 평균 절삭 저항이 180N 이상인 경우를 피삭성이 뒤떨어진다고 평가하였다.The evaluation of the machinability was carried out as follows. That is, a specimen of the following size was taken from the specimen, and a cutting test was conducted under the following cutting conditions. The cutting resistance was measured in the cutting direction from the beginning of cutting to the end of cutting by using a cutting dynamometer, model: 9257B manufactured by Kisler, and the average value of the cutting resistance from the beginning of cutting to the end of cutting was measured as the average cutting resistance Respectively. When the cutting test was conducted under the same conditions as that of the ordinary? -? -Type titanium alloy Ti-6Al-4V, the average cutting resistance was 180 N. Therefore, in this first embodiment, the case where the average cutting resistance is lower than 180 N, And when the average cutting resistance was 180 N or more, it was evaluated that the machinability was poor.
절삭 조건Cutting condition
시험편: 높이 10mm×폭 10mm×길이 150mmTest piece: Height 10mm × width 10mm × length 150mm
공구: 샌드빅사제 초경 팁 S30T(노즈 0.4mm)Tool: Carbide tip made by Sandvik S30T (nose 0.4mm)
샌드빅사제 엔드 밀 R390(직경 20mm, 1매 날) End mill R390 (diameter 20 mm, one blade) manufactured by Sandvik Co.,
절삭 속도 Vc: 100m/minCutting speed Vc: 100 m / min
축 방향 절입량: 1.2mmAxial infeed: 1.2mm
지름 방향 절입량: 1mmDiameter infeed: 1mm
이송 속도: 0.08mm/날Feeding speed: 0.08mm / day
절삭 길이: 150mmCutting length: 150mm
절삭유: 없음Coolant: None
인장 강도의 측정Measurement of tensile strength
참고로 본 발명의 α-β형 타이타늄 합금의 인장 강도도 측정하였다. 상세하게는, 실시예 1, 실시예 3 및 비교예 1의 타이타늄 합금을 이용하여, 하기 시험편 형상 및 하기 시험 속도의 조건에서 인장 시험을 행하였다. 그 결과, 실시예 1에서는 948MPa, 실시예 3에서는 1125MPa, 비교예 1에서는 948MPa로, 강도에 대해서는 모두 약간 높아, 일반적인 α-β형 타이타늄 합금인 Ti-6Al-4V의 소둔재의 강도: 896MPa보다도 높은 강도를 나타내었다.The tensile strength of the? -? -Type titanium alloy of the present invention was also measured. Specifically, the titanium alloys of Examples 1 and 3 and Comparative Example 1 were subjected to a tensile test under the conditions of the following test pieces and the following test speed. As a result, the strength was 948 MPa in Example 1, 1125 MPa in Example 3, and 948 MPa in Comparative Example 1. The strength of the annealed material of Ti-6Al-4V, which is a general α-β type titanium alloy, was 896 MPa High strength.
시험편 형상: ASTM E8/E8M Fig. 8 Specimen 3Specimen configuration: ASTM E8 / E8M Fig. 8 Specimen 3
시험 속도: 4.5mm/minTest speed: 4.5 mm / min
상기 단조성의 평가 결과와 평균 절삭 저항의 값을 표 1에 병기한다.The evaluation results of the monoclinic composition and the values of the average cutting resistance are shown in Table 1.
표 1로부터 다음의 것을 알 수 있다. 실시예 1∼8은 모두 본 발명에서 규정된 성분 조성을 만족시키고 있어, 모두 양호하게 단조할 수 있어 우수한 단조성을 갖는 것을 알 수 있다. 더욱이 이들 예에서는, 일반적인 α-β형 타이타늄 합금인 Ti-6Al-4V보다도 평균 절삭 저항이 작아, 양호한 피삭성도 겸비하는 것을 알 수 있다.Table 1 shows the following. All of Examples 1 to 8 satisfied the component compositions defined in the present invention, all of which can be favorably forged, and have excellent mono-composition. Further, in these examples, it is understood that the average cutting resistance is smaller than that of Ti-6Al-4V, which is an ordinary? -? -Type titanium alloy, and satisfactory machinability is also obtained.
이에 비해서, 비교예 1∼7은 모두 본 발명에서 규정된 성분 조성을 만족시키고 있지 않기 때문에, 단조성이 뒤떨어지거나 피삭성이 뒤떨어지는 결과가 되었다. 상세하게는, 비교예 1은 Cu와 Ni 중 어느 것도 포함하지 않기 때문에 평균 절삭 저항이 커졌다. 이 비교예 1은 특허문헌 6과 마찬가지의 성분 조성이다. 상기 실시예 1∼3과, Cu와 Ni 이외의 함유 원소 및 그 양이 해당 실시예 1∼3과 동일한 비교예 1을 대비하면, 평균 절삭 저항을 충분히 저감시켜 양호한 피삭성을 확실히 얻기 위해서는, 본 발명과 같이, Cu, Ni 중 적어도 어느 하나를 규정량 함유시킬 필요가 있는 것을 알 수 있다.On the other hand, all of Comparative Examples 1 to 7 did not satisfy the component composition defined in the present invention, resulting in poor mono-composition or poor machinability. Specifically, in Comparative Example 1, since neither Cu nor Ni was contained, the average cutting resistance was increased. This Comparative Example 1 has the same composition as in Patent Document 6. In contrast to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 in which the elements other than Cu and Ni and the amounts thereof are the same as those in Examples 1 to 3, in order to sufficiently reduce the average cutting resistance and securely obtain good machinability, It is necessary to contain at least one of Cu and Ni in a specified amount as in the invention.
비교예 2는 Ni를 포함하는 예이지만 Ni량이 과잉이기 때문에, 또한 비교예 5는 Cu를 포함하는 예이지만 Cu량이 과잉이기 때문에, 모두 평균 절삭 저항이 180N보다 높아져, 피삭성이 나빠졌다. 비교예 3과 비교예 6은 Cu와 Ni의 각 양이 과잉이기 때문에, 모두 평균 절삭 저항이 180N보다 높아져, 피삭성이 나빠졌다.Comparative Example 2 is an example including Ni, but since the amount of Ni is excessive, and Comparative Example 5 is an example including Cu, since the amount of Cu is excessive, the average cutting resistance becomes higher than 180N in all cases and the machinability is deteriorated. In Comparative Example 3 and Comparative Example 6, since the amounts of Cu and Ni were excessive, the average cutting resistance was higher than 180 N, resulting in poor machinability.
비교예 4는 Cu량이 과잉이기 때문에 단조성이 저하되었다. 비교예 7은 Cu와 Ni의 각 양이 현저하게 과잉이기 때문에, 조단조의 단계에서 균열이 생겨, 단조성이 뒤떨어지는 결과가 되었다.In Comparative Example 4, since the amount of Cu was excessive, the mono-composition was lowered. In Comparative Example 7, since the amounts of Cu and Ni were remarkably excessive, cracks were generated in the step of joining and the result was that the mono-composition was inferior.
[실시예 2][Example 2]
본 실시예에서는, Si를 포함하는 경우의, 특히 피삭성에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 표 2에 나타내는 대로, Si량이 여러 가지인 주괴를 제조하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여 공시재를 얻었다. 한편, 어느 예도, P량은 0.005% 이하, N량은 0.05% 이하, S량은 0.05% 이하, 또한 O량은 0.25% 이하로 각각 억제되어 있었다. 또한, 표 2에 있어서 「-」은 그 원소를 첨가하고 있지 않는 것을 의미한다.In this embodiment, the influence on the machinability, especially when containing Si, was studied. As shown in Table 2, an ingot having various Si contents was produced, and a specimen was obtained in the same manner as in Example 1. [ On the other hand, in either example, the P content was 0.005% or less, the N content was 0.05% or less, the S content was 0.05% or less, and the O content was 0.25% or less. In Table 2, " - " means that the element is not added.
상기 공시재를 이용하여, 하기와 같이 석출상의 유무를 확인함과 더불어, 실시예 2에서는 강도의 지표로서 비커스 경도를 측정하였다. 또, 실시예 1과 마찬가지로 단조성에 대해 평가함과 더불어, 하기와 같이 피삭성의 평가를 행하였다. 한편, 참고로, 표 2의 No. 3에 대해, 실시예 1과 마찬가지로 인장 강도를 측정한 바, 968MPa로, 일반적인 α-β형 타이타늄 합금인 Ti-6Al-4V의 소둔재의 강도: 896MPa보다도 높은 강도를 나타내었다.The presence of the precipitated phase was confirmed by using the above-mentioned material as described below, and in Example 2, Vickers hardness was measured as an index of strength. In addition, evaluation was made on the mono-composition in the same manner as in Example 1, and the machinability was evaluated as follows. On the other hand, for reference, 3, the tensile strength was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the strength was higher than 968 MPa and the strength of the annealed material of Ti-6Al-4V, which is a general α-β type titanium alloy, was 896 MPa.
석출상의 유무의 평가Evaluation of presence or absence of precipitation
단면을 경면 연마하고, 초불산을 이용하여 입계가 보일 정도의 산처리를 행한 후, FE-SEM(Field Emission-Scanning Electron Microscope, 전계 방사형 주사 전자 현미경)에 의해, 배율 4000배로, 시야 사이즈 40μm×40μm를 합계 10시야 관찰하였다. 그리고, 원 상당 직경 2μm 이상의 석출상이, 상기 10 시야의 합계로 5개 이상 확인되었던 경우를 석출상 「있음」이라고 평가하고, 상기 10시야의 합계로 4개 이하인 경우를 석출상 「없음」이라고 평가하였다. 한편, 상기 석출상은 Ti5Si3인 것을 XRD(X-Ray Diffraction, X선 회절)로 별도 확인하고 있다.The cross section was mirror-polished and subjected to an acid treatment to the extent that the grain boundary was observed by using hypochloric acid. The resultant was subjected to FE-SEM (Field Emission-Scanning Electron Microscope) at a magnification of 4000, 40 탆 in total were observed for 10 days. A case in which five or more precipitated phases having a circle-equivalent diameter of 2 탆 or more were identified as a total of 10 above were evaluated as "precipitated phases", and a case where the total number of the above 10 fields was 4 or less was evaluated as " Respectively. On the other hand, the precipitation phase is Ti 5 Si 3 , which is confirmed by X-ray diffraction (X-ray diffraction).
상기 현미경으로 관찰한 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1은 표 2의 No. 3에 대해 측정한 것이고, 화살표가 석출상 중 하나이다.An example observed with the above microscope is shown in Fig. Fig. 3, and the arrow is one of the precipitated phases.
비커스 경도 HV의 측정Measurement of Vickers hardness HV
하중 10kgf의 조건에서 비커스 경도 HV를 5점 측정하고, 그 평균치를 구하였다.Five points of Vickers hardness HV were measured under the condition of a load of 10 kgf, and an average value thereof was determined.
피삭성의 평가Evaluation of machinability
실시예 1과 마찬가지로 평가한 단조성이 양호하였던 것, 즉 표 2의 모든 예를 대상으로, 피삭성의 평가를 하기와 같이 행하였다. 즉, 상기 공시재로부터 하기 사이즈의 시험편을 채취하여, 하기의 절삭 조건에서 절삭 시험을 행하였다. 그리고 피삭성은, 키슬러사제의 절삭 동력계, 형식: 9257B를 이용하여 절삭 개시부터 절삭 종료까지의 절입 방향의 절삭 저항을 측정하고, 이 절삭 개시부터 절삭 종료까지의 절삭 저항의 평균치를 평균 절삭 저항으로서 구하였다. 그리고, 일반적인 α-β형 타이타늄 합금인 Ti-6Al-4V를 동 조건에서 절삭 시험한 경우, 평균 절삭 저항은 122N이기 때문에, 이 실시예 2에서는, 평균 절삭 저항이 122N보다도 낮은 경우를 피삭성이 우수하다고 평가하고, 평균 절삭 저항이 122N 이상인 경우를 피삭성이 뒤떨어진다고 평가하였다.Evaluation of machinability was performed as in Example 1, that is, all the examples in Table 2 were evaluated as follows. That is, a specimen of the following size was taken from the specimen, and a cutting test was conducted under the following cutting conditions. The cutting resistance was measured in the cutting direction from the beginning of cutting to the end of cutting by using a cutting dynamometer, model: 9257B manufactured by Kisler, and the average value of the cutting resistance from the beginning of cutting to the end of cutting was measured as the average cutting resistance Respectively. When the cutting test was conducted under the same conditions as the ordinary? -Type titanium alloy Ti-6Al-4V, since the average cutting resistance was 122N, in Example 2, the case where the average cutting resistance was lower than 122N was evaluated as machinability And when the average cutting resistance was 122 N or more, it was evaluated that the machinability was poor.
절삭 조건Cutting condition
시험편: 높이 10mm×폭 10mm×길이 60mmTest piece: Height 10mm × width 10mm × length 60mm
공구: 샌드빅사제 초경 팁 S30T(노즈 0.4mm)Tool: Carbide tip made by Sandvik S30T (nose 0.4mm)
샌드빅사제 엔드 밀 R390(직경 20mm, 1매 날) End mill R390 (diameter 20 mm, one blade) manufactured by Sandvik Co.,
절삭 속도 Vc: 100m/minCutting speed Vc: 100 m / min
축 방향 절입량: 1.2mmAxial infeed: 1.2mm
지름 방향 절입량: 1mmDiameter infeed: 1mm
이송 속도: 0.08mm/날Feeding speed: 0.08mm / day
절삭 길이: 15mmCutting length: 15mm
절삭유: 없음Coolant: None
이들 결과를 표 2에 병기한다.These results are shown in Table 2.
표 2로부터 다음의 것을 알 수 있다. 즉, 표 1의 실시예 1과 동일한 성분 조성의 No. 1과, No. 2∼6, 특히 Si 이외의 함유량이 상기 표 1의 실시예 1과 동일한 No. 2∼4의 대비로부터 분명한 바와 같이, Si를 함유시키는 것에 의해, Si를 포함하지 않는 경우보다도 평균 절삭 저항을 더 저감할 수 있어, 충분히 높은 피삭성을 확보할 수 있는 것을 알 수 있다. 한편, No. 7이나 No. 8과 같이 Si 함유량이 과잉인 경우는, 경도가 지나치게 높아져, 오히려 평균 절삭 저항이 높아지거나, 공구가 손상되는 등의 문제가 생겼다.Table 2 shows the following. Namely, the same composition as in Example 1 of Table 1 was obtained. 1 and No. 2. 2 to 6, particularly the contents other than Si were the same as those in Example 1 of Table 1 above. As can be seen from the contrast of 2 to 4, it can be seen that by containing Si, the average cutting resistance can be further reduced as compared with the case of not including Si, and sufficiently high machinability can be secured. On the other hand, 7 or No. In the case where the Si content is excessive as shown in Fig. 8, the hardness becomes excessively high, and the average cutting resistance becomes rather high, or the tool is damaged.
Claims (3)
Cu: 0.1∼2.0% 및 Ni: 0.1∼2.0% 중 적어도 1종의 원소,
Al: 2.0∼8.5%,
C: 0.08∼0.25%, 및
Cr: 0∼4.5% 및 Fe: 0∼2.5% 중 적어도 1종의 원소를 합계로 1.0∼7.0%
를 포함하고, 잔부가 Ti 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 α-β형 타이타늄 합금.In terms of% by mass,
At least one element selected from the group consisting of Cu: 0.1 to 2.0% and Ni: 0.1 to 2.0%
Al: 2.0 to 8.5%
C: 0.08 to 0.25%, and
At least one element selected from the group consisting of Cr: 0 to 4.5% and Fe: 0 to 2.5%
, And the balance of Ti and inevitable impurities.
추가로, 질량%로,
V: 0% 초과 5.0% 이하, Mo: 0% 초과 5.0% 이하, Nb: 0% 초과 5.0% 이하 및 Ta: 0% 초과 5.0% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를, 합계로 0% 초과 10% 이하 포함하는 α-β형 타이타늄 합금.The method according to claim 1,
Further, in terms of% by mass,
At least one element selected from the group consisting of V: more than 0% to 5.0% or less, Mo: more than 0% to 5.0%, Nb: more than 0% to 5.0% ≪ RTI ID = 0.0 >%< / RTI >
추가로, 질량%로, Si: 0% 초과 0.8% 이하를 포함하는 α-β형 타이타늄 합금.3. The method according to claim 1 or 2,
Further, in terms of% by mass,? -Type titanium alloy containing Si: not less than 0% and not more than 0.8%.
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