TA15-BT20

TA15-BT20 品種紹介

TA15チタン合金の公称組成は、Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1Vです。主な強化機構は、α安定元素Alによる固溶強化です。中性元素Zrとβ安定元素MoおよびVを添加することで、加工性を向上させることができます。本合金は、Al当量が6.58%、Mo当量が2.46%であり、高Al当量を有するニアα型チタン合金です。そのため、αチタン合金の優れた熱強度と溶接性に加え、βチタン合金に近いαプロセス塑性も備えています。

TA15合金は、室温および高温で適度な強度、優れた熱安定性、溶接性を備えており、プロセス塑性はTi-6Al-4V（Tiグレード5）合金よりもわずかに低くなります。TA15合金の長期（3000時間）動作温度は最高500℃、瞬間（5分以内）動作温度は最高800℃です。 450℃では、耐用年数は6000時間に達します。TA15合金は主に、500℃以下の環境で長期間使用される航空機、エンジン部品、溶接軸受部品の製造に使用されます。
TA15合金の半製品には、板、鋼板、圧延棒、鍛造棒、型鍛造品、鍛造品、押出形材、溶接リング、ソリッドリング圧延部品、鋳物などがあります。

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TA15-BT20合金の化学組成

TA15 (BT20) 合金の化学組成
合金元素					不純物≤
Al	Mo	V	Zr	Ti	Si	Fe	C	N	H	O	その他
5.5-7.0	0.5-2.0	0.8-2.5	1.5-2.5	Balance	0.15	0.25	0.10	0.05	0.015	0.15	0.30

TA15-BT20合金特性

TA15 (BT20) 合金板成形特性
θ/℃	最小曲げ半径	限界引抜係数	限界フランジ加工係数	制限ソケット係数
20	4.0-7.0δ	-	1.2-1.35	-
700-900	2.0-3.5δ	1.3-1.6	1.5-1.7	6-10

TA15 熱処理システム

1) 焼鈍
700～800℃、15～60分、空冷。棒鋼、鍛造品、型鍛造品、厚肉形材および部品：700～850℃、1～4時間、空冷。

2) 応力除去焼鈍
600～650℃、0.5～8時間、空冷。

TA15 溶接性能

TA15合金の溶接挙動は基本的にα合金と同様であり、溶接後の安定した焼鈍処理は不要です。マルテンサイトα相の強度はα相と同様です。
この合金は、アルゴンアーク溶接、コンタクト溶接、サブマージアーク溶接において優れた溶接特性を有します。室温および高温における溶接強度は、母材強度の90%～95%です。

2mm厚板の自動アルゴンアーク溶接継手は、溶接状態、溶接後焼鈍状態、および450℃で溶接100時間経過後の強度、曲げ角度、衝撃特性にほとんど差がありません。
この継手は熱処理に対して敏感ではありません。

TA15部品の熱処理工程

部品の機械加工、板金成形、溶接などによって生じる内部応力を除去するため、応力除去焼鈍処理を採用しています。

焼鈍温度は600～650℃、保持時間は部品または製品の複雑さと内部応力の発生源に応じて0.5～8時間です。

TA15 溶解鋳造プロセス

合金は真空消耗電極アーク炉で3回溶解する必要があります。鋳物は真空消耗電極アーク凝縮炉で注型されます。

TA15 使用に関する推奨事項

TA15 チタン合金は、航空機やエンジンの様々な荷重支持部品に推奨されます。

TA15 用途概要と特別な要件

TA15 合金は、航空機やエンジンの軸受構造、特に溶接軸受部品の製造に広く使用されています。部品を設計する際には、一般的な気候環境で使用する場合は追加の表面保護は不要であるなど、チタン合金部品設計の一般原則を考慮する必要があります。海洋性気候下では、ステンレス鋼およびニッケル基合金は保護具なしで触れることができます。

動作温度が300℃を超える場合は、保護コーティングを施すか、使用寿命を制限する必要があります。アルミニウム合金および構造用鋼と直接接触する部品には、適切かつ効果的な保護対策を講じる必要があります。相対運動するチタン合金部品には、フレッティング摩耗を防止するためにバリアコーティングを施す必要があります。チタン合金部品とカドミウムめっき鋼部品を一緒に組み立てることは避けてください。

TA15チタン合金棒の機械的特性に対する熱処理の影響：(a) 単一熱処理、(b) 二重熱処理