[发明专利]冷轧性和在冷态下的处理性优异的α＋β型钛合金板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧中或冷轧后的卷中向板宽度方向的裂纹（开裂）难以进展，冷轧时的变形阻力（抗力）低等的制造性优异的α＋β型钛合金板及其制造方法。

背景技术

以往，α+β型钛合金利用高的比强度，作为飞机的构件被使用。近年来，飞机的构件所使用的钛合金的重量比提高，其重要性日益提高。另外，例如，在民生品领域中，在面向高尔夫球杆杆面（golf club face）的用途中，较多地使用以高杨氏模量和轻比重为特征的α+β型钛合金。

此外，今后在重视轻量化的汽车用部件、或者要求耐蚀性和比强度的地热井套管等中，也期待高强度α+β型钛合金的应用。特别是钛合金大多以板状被使用，因此对于高强度α+β型钛合金板的需求较高。

作为α+β型钛合金，Ti-6%Al-4%V（%为质量%，以下也同样）被最广泛地使用，虽然其为代表性的合金，但由于高强度和低延展性而不能够冷轧，一般在热态下进行片轧制或叠板轧制来制造。但是，热态下的片轧制或叠板轧制，难以产生精密的板厚精度，并且在这些制造工艺中，制品的成品率低，廉价地制造高品质的薄板制品较困难。

对此，曾提出了一些能够进行冷轧带钢的制造的α＋β型钛合金。

专利文献1和2中，提出了以Fe、O、N为主要添加元素的低合金系α+β型钛合金。该钛热轧合金，是作为β稳定化元素添加Fe，作为α稳定化元素以适当的范围和平衡添加O、N这样的廉价元素，确保了高的强度-延展性平衡的合金。另外，上述钛热轧合金在室温下延展性高，因此是也能够进行冷轧制品的制造的合金。

专利文献3中公开了下述技术：添加有助于高强度化、但使延展性降低、使冷加工性降低的Al，另一方面，添加对强度上升有效、但不损害冷轧性的Si和/或C，从而能够进行冷轧。专利文献4～8中公开了下述技术：添加Fe、O，控制晶向或者晶粒粒径等，使机械特性提高。

但是，实际上，在对α+β型钛合金卷进行冷轧时，如果冷轧到某种程度以上的压下率，则产生裂边这样的在板两边缘部沿板宽度方向的裂纹，根据情况，存在板断裂的问题。

如果在冷轧中或冷轧后进行卷开卷（退卷）的过程中发生板断裂则必须将断裂了的板从制造生产线除去，但由于为了进行该除去而花费时间等的原因，制造被阻碍，生产效率降低。此外，也存在由于上述的板断裂时的冲击，板本身、断裂了的板的裂片突然飞来等的安全上的问题。

此外，在发生板断裂的部分的附近，板的变形加剧，该部分大多不能够作为制品使用。其结果，成品率降低，同时卷单质变小，生产效率和成品率进一步降低。

另外，为了谋求合金的高强度化，添加了合金元素，因此室温下的变形阻力高，要通过冷轧使板厚减少时需要高的负荷。特别是在α+β型钛合金中，如果冷轧用坯料具有钛α相的底面在接近于板面法线方向的方向上取向的热轧织构（称为「Basal-texture」的织构，以下称为「B-texture」），则向板厚方向的变形变得困难。

那样的情况下，难以利用一次冷轧确保高的板厚减少率（%）（＝{（冷轧前的板厚-冷轧后的板厚）/冷轧前的板厚}×100），根据最终制品的板厚，不得不在加入一次或多次中间退火的同时进行冷轧。结果，不得不增多冷轧的次数，招致生产效率的降低。

专利文献9中公开了下述技术：在纯钛中，为了将晶粒微细化，防止折皱和伤痕的产生，在β区域开始热轧。专利文献10中公开了一种高尔夫球杆杆头用的Ti-Fe-Al-O系α+β型铸造用钛合金。专利文献11中公开了一种Ti-Fe-Al系α+β型钛合金。

专利文献12中公开了一种通过最终的精加工热处理控制了杨氏模量的高尔夫球杆杆头用钛合金。非专利文献1中公开了在纯钛中，加热到β区域后，通过在α区域的单向轧制来形成织构。

但是，这些技术并不是在冷轧中和冷轧后的卷中，抑制向板宽度方向的裂纹的进展，并且减小冷轧时的变形阻力的技术。

因此，在冷轧中和冷轧后的卷中，期望向板宽度方向的裂纹难以进展，并且冷轧时的变形阻力低等，处理性良好的α+β型钛合金板。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3426605号公报

专利文献2：日本特开平10-265876号公报

专利文献3：日本特开2000-204425号公报

专利文献4：日本特开2008-127633号公报

专利文献5：日本特开2010-121186号公报

专利文献6：日本特开2010-31314号公报