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公開番号2024129436
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038649
出願日2023-03-13
発明の名称チタン材
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人ブライタス
主分類C22C 14/00 20060101AFI20240919BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】Dwell疲労特性を向上させたチタン材を提供する。
【解決手段】隣接するα粒のc軸間の方位差が20°以下であるα粒の集合体で、円相当直径が50μm以上のものを、マイクロテクスチャとした場合、表層部の金属組織において、二つのマイクロテクスチャ同士が隣接し、二つのマイクロテクスチャのうち一方のマイクロテクスチャを構成するα粒のc軸の平均方向と、他方のマイクロテクスチャを構成するα粒のc軸の平均方向とが70°以上であるときに、二つのマイクロテクスチャの合計円相当直径が、430μm以下であり、α粒の平均円相当直径が20μm以下である、チタン材。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
隣接するα粒のｃ軸間の方位差が２０°以下であるα粒の集合体で、円相当直径が５０μｍ以上のものを、マイクロテクスチャとした場合、
表層部の金属組織において、
二つのマイクロテクスチャ同士が隣接し、前記二つのマイクロテクスチャのうち一方のマイクロテクスチャを構成するα粒のｃ軸の平均方向と、他方のマイクロテクスチャを構成するα粒のｃ軸の平均方向とが７０°以上であるときに、
前記二つのマイクロテクスチャの合計円相当直径が、４３０μｍ以下であり、
α粒の平均円相当直径が２０μｍ以下である、チタン材。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
前記チタン材の化学組成が、質量％で、
Ａｌ：４．４～６．７５％、
Ｆｅ：０．０５～２．５％、
Ｏ：０．０５～０．２５％、
Ｖ：０～４．５％、
Ｍｏ：０～５．５％、
残部：Ｔｉおよび不純物である、α＋β型チタン合金からなる、請求項１に記載のチタン材。
【請求項３】
棒材である、請求項１または２に記載のチタン材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタン材に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
チタン材は、軽量でかつ高強度の材料であり、航空機、自動車、ゴルフクラブ等の部品に使用されている。上述した部品の中でも、自動車用の高速回転部品、例えば、モータースリーブに使用される場合、Ｄｗｅｌｌ疲労特性が要求される。
【０００３】
Ｄｗｅｌｌ疲労とは、降伏応力に近い高い応力負荷の状態が一定時間継続する疲労のことをいう。通常の疲労では、一般的な三角波あるいは正弦波の負荷サイクルで、評価がされる。一方、Ｄｗｅｌｌ疲労の場合、台形波型の負荷サイクルで評価され、一般に、通常の疲労現象の場合と比較して高い応力が長く作用し、少ないサイクル数で破断が生じる。
【０００４】
チタン材は、Ｄｗｅｌｌ疲労が生じる環境下で、破壊が進展しやすくなる。そのため、Ｄｗｅｌｌ疲労の向上が求められていた。そこで、例えば、特許文献１および２には、Ｄｗｅｌｌ疲労特性を向上させたチタン材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１６７４４８号公報
特開２０２１－１６７４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および２に開示されたチタン材は、マイクロテクスチャと呼ばれる局所的に結晶方位の近い結晶粒の集合体の大きさを制御し、Ｄｗｅｌｌ疲労特性を向上させている。しかしながら、近年、自動車でも、エンジンの燃費性向上およびモータの高出力化が進行しており、さらに、高い応力負荷の状態が継続する環境下にあり、より優れたＤｗｅｌｌ疲労特性が求められている。
【０００７】
以上を踏まえ、本発明は、Ｄｗｅｌｌ疲労特性を向上させたチタン材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、下記のチタン材および製造方法を要旨とする。
【０００９】
（１）隣接するα粒のｃ軸間の方位差が２０°以下であるα粒の集合体で、円相当直径が５０μｍ以上のものを、マイクロテクスチャとした場合、
表層部の金属組織において、
二つのマイクロテクスチャ同士が隣接し、前記二つのマイクロテクスチャのうち一方のマイクロテクスチャを構成するα粒のｃ軸の平均方向と、他方のマイクロテクスチャを構成するα粒のｃ軸の平均方向とが７０°以上であるときに、
前記二つのマイクロテクスチャの合計円相当直径が、４３０μｍ以下であり、
α粒の平均円相当直径が２０μｍ以下である、チタン材。
【００１０】
（２）前記チタン材の化学組成が、質量％で、
Ａｌ：４．４～６．７５％、
Ｆｅ：０．０５～２．５％、
Ｏ：０．０５～０．２５％、
Ｖ：０～４．５％、
Ｍｏ：０～５．５％、
残部：Ｔｉおよび不純物である、α＋β型チタン合金からなる、上記（１）に記載のチタン材。
（【００１１】以降は省略されています）

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