钛材制造技术

本发明专利技术的课题在于，提供一种高强度且加工性优异的钛材。为了解决这种问题，本发明专利技术提供一种钛材，其特征在于，所述钛材中的铁的含量为0.60质量%以下、氧的含量为0.15质量%以下，剩余部分由钛和不可避免的杂质组成，所述钛材具有实施伴随有塑性变形的加工而形成的加工组织、和前述加工后实施退火而形成的再结晶组织，形成为该再结晶组织的晶粒的平均粒径为1μm以上且5μm以下，未再结晶部在截面积中所占的面积超过0%且为30%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钛材，具体而言，涉及强度和加工性优异的钛材。
技术介绍
以往，由钛合金、纯钛等材料形成的板状或棒状的部件被广泛使用。例如工业制品广泛使用板状的钛材(以下也称为“钛板”)，对前述钛板实施弯曲加工、鼓凸成形、拉深加工等伴随有塑性变形的各种加工而形成各种制品。对于实施这种加工的钛板要求优异的加工性。另外，最近从材料成本的降低、制品的轻量化等观点考虑，要求钛板的薄板化。其结果要求提高钛板的强度。但是，以往钛板的加工性与强度处于权衡关系，形成难以同时满足它们的状况。g卩，以往的钛板存在若屈服强度增大时则难以进行成形加工(加工性差)的问题。对此，下述非专利文献I中示出了通过圆筒深拉深试验对成分、结晶粒径不同的钛薄板评价加工性得到的结果，记载了晶粒越微细则加工性越良好(第103页、第5行 )。而且，下述专利文献I中公开了纯钛薄板的制造方法，记载了最终的退火在大气气氛下以￠00 800) °C X (2 5)分钟的连续退火方式进行，进一步实施酸洗处理，将制品的平均结晶粒径(以下称 为粒径)调整到3 60 μ m，从而制造表面的光泽得到抑制的纯钛薄板。另外，下述专利文献2中公开了建筑材料用纯钛、纯钛板及其制造方法，记载了所含有的氧为900ppm以下、Fe为IOOppm以上且600ppm以下，进一步Ni和Cr的含量得到限制的建筑材料用钛材。另外,专利文献2中对在冷轧退火后用硝酸氢氟酸水溶液实施了酸洗处理的平均结晶粒径为70 μ m以下的建筑材料用钛材进行了记载。但是，该专利文献1、2中几乎未示出评价5μπι以下微小结晶粒径的数据，专利文献2中虽然示出了结晶粒径为3μπι的实施例，但是同时在段落中记载了“实际生产上，下限为5 μ m左右”，对于结晶粒径为5 μ m以下为否定性的记载。认为这是由于，这些文献的目的在于得到光泽得到抑制的作为建筑材料用优异的钛材，对于鼓凸成形、深拉深等的加工性未进行充分研究。另外，下述专利文献4中公开了加工性优异的钛板，然而虽然其加工性优异，但是强度(屈服强度)低，不能兼具加工性和强度两者。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开昭63-103056号公报专利文献2 :日本特开平9-3573号公报专利文献3 :日本特开2006-316323号公报专利文献4 :日本特开昭63-60247号公报非专利文献非专利文献I ■夕 >”(《钛》)，Vol. 57、Νο· 2(社团法人日本钛协会、平成21年4月发行)
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于，提供高强度且加工性优异的钛板。用于解决问题的方案钛材主要可以添加氧(O)、铁(Fe)来增大强度(屈服强度)，但是若添加它们则延展性降低、加工性也降低。例如，JISl类中规定的钛材料中，由于氧、铁的含量少，因此使用这种JISl类的材料的钛板，通常强度(屈服强度)低，但是延展性优异、加工性优异。若使用氧、铁的含量多于该JISl类的JIS2类的钛材料，则与使用JISl类的钛材料的钛材相比，存在强度(屈服强度)增大，另一方面延展性降低、加工性降低的趋势。进而，氧、铁的含量多的JIS3类及JIS4类，强度(屈服强度)进一步增大，但是延展性进一步降低、加工性大幅降低。S卩，强度(屈服强度)与加工性存在一定的关系(以下将这种关系也称为“强度(屈服强度)_加工性平衡”)。 另外，使用钛材料而成的板材、线材，实施轧制、拉丝这些伴随有塑性变形的加工来形成。这种实施了伴随有塑性变形的加工的板材、线材，由于通常以如此的状态在内部形成加工组织，为了进行组织的再结晶化，实施被称为最终退火的工序而提供给市场。例如，若为钛板则如下进行进行冷轧等加工而调整为规定厚度后，实施间歇退火、连续退火等，使内部的加工组织再结晶化，形成等轴状的晶粒(以下称为“再结晶晶粒”)。并且，该再结晶晶粒随着退火时间的推移等而生长变大，特别是在再结晶晶粒的粒径小的再结晶刚开始之后，再结晶晶粒的生长速度快，结果在比较短的时间内形成超过5μπι的大的粒径。而且，若再结晶晶粒生长至这种尺寸，则通常不残留未再结晶部(加工组织)，在钛材内部仅形成通过再结晶晶粒形成的等轴状组织。本专利技术人等对上述问题进行深入地研究，结果发现，通过以往作为提高强度(屈服强度)的手段未受到关注的组织的调整(通过残留未再结晶部进行的晶粒的微细化)，可以实现钛材的强度(屈服强度)的提高。具体而言，本专利技术人等使用电炉在真空中对冷轧至规定厚度的工业用纯钛板进行最终退火，改变其温度和时间来试制组织不同的各种钛板，通过拉伸试验和埃里克森试验对它们的强度(屈服强度)和加工性(延展性)进行评价，从而完成本专利技术。该评价的结果中，晶粒越细则存在强度(屈服强度)越大、加工性(埃里克森值)越降低的倾向，但是若再结晶晶粒的平均粒径为规定的尺寸以下则埃里克森值不怎么降低，发现与以往的钛材相比，可以提高“强度(屈服强度)-加工性平衡”。另外，即使再结晶晶粒的平均结晶粒径为规定以下，也存在加工性(埃里克森值)降低、与以往的钛材相比不能提高“强度(屈服强度)_加工性平衡”的情况。而对该钛板的显微组织进行详细调查，结果发现，除了通过最终退火而再结晶而成的晶粒之外，未再结晶部也多。基于该未再结晶部的量，对“强度(屈服强度)_加工性平衡”进行研究后发现，特别是未再结晶部在钛板的截面积中所占的面积率超过30%时加工性极端降低。需要说明的是，在此未再结晶部指的是残留的经过塑性加工形成的加工组织的部分。S卩，涉及用于解决前述问题的钛材的本专利技术，其特征在于，所述钛材中的铁的含量为O. 60质量％以下、氧的含量为O. 15质量％以下，剩余部分由钛和不可避免的杂质组成，所述钛材具有实施伴随有塑性变形的加工而形成的加工组织、和前述加工后实施退火而形成的再结晶组织，形成为该再结晶组织的晶粒的平均粒径为I μ m以上且5 μ m以下，未再结晶部在截面积中所占的面积超过0%且为30%以下。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供高强度且加工性优异的钛材。附图说明图1是用透射式电子显微镜观察到的实施例的钛板的显微组织照片(再结晶晶粒之间的一部分发现未再结晶部)图2是表示屈服强度与埃 里克森值的关系的图。具体实施例方式以下以钛板为例对本专利技术的钛材的优选实施方式进行说明。本实施方式中的钛板通过下述钛材料形成，所述钛材料中的铁(Fe)的含量为O.60质量％以下、氧(O)的含量为O. 15质量％以下，剩余部分由钛(Ti)和不可避免的杂质组成。该钛板在实施伴随有塑性变形的加工后实施退火来形成，内部具有伴随前述加工的加工组织、和伴随前述退火的再结晶组织，而且形成为该再结晶组织的晶粒的平均粒径Slym以上且5 μ m以下并且未再结晶部在钛板的截面积中所占的面积超过0%且为30%以下。如上所述，前述铁(Fe)以O. 60质量％以下的比率含有。需要说明的是，Fe的含量的上限值为O. 60质量％是由于在钛材料中，Fe为β相稳定化元素，若Fe的含量超过O. 60质量％则在构成钛板的组织中，除了 α相之外还有可能生成大量β相。S卩，由于根据所形成的β相的尺寸而延展性大幅降低或耐腐蚀性降低，因此形成本实施方式的钛板的钛材料中含有的Fe的含量为O. 60质量％以下，这在形成高强度且加工性优异的钛板方面是重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种钛材，其特征在于，所述钛材中的铁的含量为O. 60质量％以下、氧的含量为·O. 15质量％以下，剩余部分由钛和不可避免的杂质组成， 所述钛材具有实施伴随有塑性变形的加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：白井善久，濑户英人，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：
国别省市：