[发明专利]Ti合金以及Ti合金构件和其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ti合金以及采用该Ti合金的Ti合金构件和其制造方法。

背景技术

与铁及其合金等金属材料相比，Ti合金不仅轻量、强度高，还具有优良的耐腐蚀性。因此，Ti合金被作成管材、板材、线材或者对它们进行二次加工而成的Ti合金构件，该Ti合金构件又被广泛应用于运动及休闲器械、医疗器具、各种名牌产品用构件、航空及宇航相关设备等。

可是，已知金属材料在酸溶液中会产生腐蚀，或者在吸收氢的电位下，当周围存在氢时吸收氢而发生脆化，出现被称为氢脆化的现象。另外，已知的还有钢铁、铝合金、铜合金、镍合金等与Ti合金一起，是容易发生氢脆化的金属。

这样的氢脆化不仅会缩短所述Ti合金的用途中的Ti合金构件的寿命，有时还会导致发生应力腐蚀裂纹等现象。

作为其对策，至今为止采用的是通过表面处理等，即改变Ti合金构件的成形加工条件对构件内部氢吸收进行抑制的方法，或通过改变Ti合金的组成对氢吸收进行抑制的方法。

作为前面的方法，在特许文献1中记载有对Ti合金构件的表面进行研磨后形成氧化膜的方法。或者在特许文献2中记载有在形成Ti合金构件时，在其表面上形成碳化钛、氮化钛、碳氮化钛而抑制氢吸收的方法。再者，在特许文献3中，还记载有通过形成具有规定纵横比的针状α组织而制成Ti合金构件的方法。

另外，作为后面的方法，在特许文献4及特许文献5中，记载有通过使Ti中含有规定量的Al对Ti合金的氢吸收进行抑制的方法。

但是，从抑制Ti合金的氢吸收的效果来看，这些方法的效果都不充分，因此，在现有的Ti合金中，容易出现氢吸收而产生氢脆化。

特许文献1特开昭53-12737号公报

特许文献2特开平6-2175号公报

特许文献3特开平10-88258号公报

特许文献4特开2003-129152号公报

特许文献5特开2005-36314号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有优良的氢吸收抑制效果的Ti合金，及使用该Ti合金的Ti合金构件和其制造方法。

本发明的发明人员，对Ti合金的氢吸收特性进行了深入研究，结果发现通过使Ti中含有规定量的Zr及Hf，可以使Ti合金具备优良的氢吸收抑制效果，从而完成本发明。

即，为了达到所述目的，第一发明所述的Ti合金，其特征在于，以合计质量计含有0.1～5.0％的Zr及Hf中的至少一种，余量为Ti及杂质。另外，第二发明的特征在于，以合计质量计含有0.1～5.0％的Zr及Hf中的至少一种，以合计质量计还含有5.0％以下的Nb及Ta中的至少一种，余量为Ti及杂质。第三发明的特征在于，以合计质量计含有0.1～5.0％的Zr及Hf中的至少一种，以合计质量计还含有0.12％以下的铂族元素的至少一种，余量为Ti及杂质。第四发明的特征在于，以合计质量计含有0.1～5.0％的Zr及Hf中的至少一种，以合计质量计还含有5.0％以下的Nb及Ta中的至少一种，以合计质量计还含有0.12％以下的铂族元素的至少一种，余量为Ti及杂质。

另外，第五发明所述的钛合金构件，其特征在于，使用第一～第四发明中任一项所述的Ti合金形成，第六发明的特征在于，在α单相区进行退火制造而成。

另外，第七发明的Ti合金构件的制造方法，其特征在于，使用第一～第四发明中任一项所述的Ti合金制造铸块，通过热加工及冷加工的至少一种方法对该铸块进行成形加工，然后在α单相区对该成型加工品进行退火。

根据本发明，因为Ti合金中含有合计质量为0.1～0.5％的Zr及Hf的至少一种，所以可以抑制Ti合金的氢吸收，从而使Ti合金及采用该Ti合金制成的Ti合金构件具有优良的氢吸收抑制效果。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行说明，首先说明的是本实施方式的Ti合金。

本实施方式中的Ti合金，以合计质量计含有0.1～5.0％的Zr及Hf中的至少一种，以合计质量计还含有5.0％以下的Nb及Ta中的至少一种，以合计质量计还含有0.12％以下的铂族元素的至少一种，余量为Ti及杂质。

所述Zr及Hf的至少一种是本发明的钛合金的必须成分，将其在Ti合金中的含量设为以合计质量计0.1～5.0％，是因为当含量小于以合计质量计0.1％时，不能获得充分的氢吸收抑制效果。另外，其含量超过5.0％时，并不能获得更大的氢吸收抑制效果。再者，其含量超过以合计质量计5.0％时，钛合金的轻量性(低比重)会受到损害。