[发明专利]钛合金部件及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛合金部件，可以用于多种领域的多种制品，并且其冷加工性能良好。而且，本发明涉及一种可以高效生产钛合金部件的方法。

背景技术

由于钛合金是轻质的，并且表现出高强度(因为它表现出大的比强度)，所以，它已经用于航空、军事、海洋、空间等领域。然而，由于钛合金在加工性能和成形性能方面通常较差，材料生产率低，因此，钛产品一般是昂贵的。所以，限制了其使用范围。

最近，加工性能较好的钛合金(如Ti-22V-4Al：商品名“DAT51”等)、钛制品在我们周围不断增加。然而，还不可能说加工性能已经足够了，当加工率增大时，通常产生延展性突然降低的情况。所以，在可以获得加工性能良好的钛合金时，改善了钛制品的材料生产率，因此，可能要增加产品量，进一步扩大用途等。

此外，为了要使钛制品的用途扩大，除了这种加工性能以外，还需要表现出低杨氏模量和高强度的钛合金。当可以获得这种钛合金时，各种制品的设计自由度急剧提高到用传统材料不能获得的程度。例如，当表现出低杨氏模量和高强度的钛合金用在高尔夫球棍头中，可能降低面部分的自然频率(natural frequencies)，因此，可能使面部分的自然频率与高尔夫球的自然频率同步。因此，据说可以获得明显延长高尔夫球推动距离的高尔夫球棍。此外，例如，当表现出低杨氏模量和高强度的钛合金用于眼镜架(特别是鬓角部分)时，可以获得极好的固定感觉，以及重量轻和抗过敏性等等，据说大大提高了实用性能。

因此，在开发不仅提供极好的加工性，而且提供低杨氏模量以及高强度的钛合金时，使用钛合金部件(钛合金制品)的需求越来越多。

本发明的内容

由于这种情况，开发了本发明，所以，本发明的一个目的是提供一种钛合金部件，它提供用传统钛合金不能获得的极好的加工性能、低杨氏模量和高强度。

为了解决这一课题，本发明人一直认真地研究，不断地进行各种系统试验，结果，发现了一种全新的钛合金，可以满足那些要求并且是传统上不能获得的，完成了本发明。 

                       (钛合金部件)

             (1)在织构方面的钛合金部件

首先，本发明已经发现，这种钛合金具有特定的织构，并且获得了根据本发明的钛合金部件的开发。

即，根据本发明的钛合金部件特征在于，它包含40重量％或更多的钛(Ti)，除了钛以外的一种IVa族元素和/或一种Va族元素，其中，包括IVa族元素和/或Va族元素以及钛的总量为90重量％或更多；

它包含体心四方晶体或体心立方晶体的晶粒，其中，在c轴上的原子间距对于在a轴上的原子间距的比值(c/a)在0.9-1.1范围内；和

它具有一种织构，在20°＜α’＜90°和0°＜β＜360°范围内，用Schlutz反射法在包括加工方向的晶面平行地测量晶粒的(110)或(101)晶面的极点图(polar figure)，并且当把极点图上平均分布的各个测量值(X)进行统计处理时，在织构中通过下列公式确定的关于平均值(Xm)的二次动差(secondary moment)(ν2)用平均值的平方(Xm²)除得的值(ν2/Xm²)为0.3或更大，通过下列公式确定的关于平均值(Xm)的三次动差(tertiary moment)(ν3)用平均值的立方(Xm³)除得的值(ν3/Xm³)为0.3或更大，平均值的1.6倍或更大的值(1.6Xm)另外包括在55°＜α’＜65°的范围内和沿着加工方向的β范围内测量的测量值中；

二次动差：ν2＝{∑(X-Xm)²}/N

三次动差：ν3＝{∑(X-Xm)³}/N

(注意，N是取样数量。)。

这种钛合金部件，从组成观点来看，它包含钛、一种IVa族元素和/或一种Va族元素，从晶体结构的观点来看，主要是一种体心立方晶体，从金相学观点来看，具有在传统的β钛合金等中不能获得的特定织构。

本发明人发现，这种钛合金部件加工性能良好，尤其是冷加工性能良好，并且它提供表现出低杨氏模量和高强度的特性。

目前，在钛合金部件具有这种织构等情况下，还不必清楚为什么它在冷加工性能方面可以改善并表现出低杨氏模量和高强度的原因。