鈦合金材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種可以充分抑制伴隨表面粗化的腐蝕的鈦合金材料，其特征在于，其為含有鉑族元素的鈦合金材料，在使用EPMA表面分析裝置來(lái)進(jìn)行的表面映射分析中，將背景信號(hào)的強(qiáng)度的平均值設(shè)為N，將N+3N1/2作為Fe或S的特性X射線(xiàn)的背景信號(hào)的最大強(qiáng)度，得到超過(guò)該最大強(qiáng)度的Fe或S的特性X射線(xiàn)的信號(hào)的面積率為0.1％以下。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鈦合金材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鈦合金材料，尤其涉及含有鉑族元素的鈦合金材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 活用鈦的輕且強(qiáng)的特性，在航空器領(lǐng)域等積極地利用，此外，具有優(yōu)異的耐腐蝕 性，因此作為化學(xué)工業(yè)設(shè)備用材料、火力/核發(fā)電設(shè)備材料、以及海水淡水化設(shè)備材料等， 在廣范圍的領(lǐng)域中使用。
[0003] 但是，鈦可以表現(xiàn)出高的耐腐蝕性的環(huán)境限于氧化性酸（硝酸）環(huán)境、海水等中性 氯化物環(huán)境。鈦在高溫氯化物環(huán)境下的耐間隙腐蝕性、在鹽酸等非氧化性酸液中的耐腐蝕 性（以下，在該項(xiàng)中，將這些耐間隙腐蝕性以及耐腐蝕性稱(chēng)為"耐腐蝕性"）不充分。
[0004] 作為提高了耐腐蝕性的鈦合金，存在Ti-o. 15Pd合金（ASTM規(guī)格的Gr. 7以及 Gr. 11)(以下，"Gr. "（Grade)均基于A(yíng)STM規(guī)格）。該鈦合金利用了合金中的Pd使氫過(guò)電 壓降低，將自然電位維持在鈍化區(qū)域的現(xiàn)象。即，對(duì)于該合金，由于腐蝕從該合金溶出的Pd 在該合金的表面再次析出、沉積，從而氫過(guò)電壓降低、自然電位維持在鈍化區(qū)域、顯出優(yōu)異 的耐腐蝕性。
[0005] 但是，具有優(yōu)異的耐腐蝕性的Gr. 7由于含有為鉑族元素且非常昂貴的Pd，因此其 使用領(lǐng)域受到限定。
[0006] 為了解決該問(wèn)題，如下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的那樣，提出了將Pd的含有率設(shè) 為0. 01?0. 12質(zhì)量％從而與Gr. 7相比減少、并且具有優(yōu)異的耐間隙腐蝕性的鈦合金 (Gr. 17)等并被實(shí)用化。由于這樣的、含有鉑族元素的鈦合金的普及，即便在高溫氯化物環(huán) 境那樣的嚴(yán)苛的環(huán)境中，也能使用鈦合金。
[0007] 但是，含有鉑族元素的高耐腐蝕性的鈦合金中，有時(shí)產(chǎn)生孔腐蝕、或與間隙腐蝕 (伴隨Ti0 2生成的白化（whitening)和厚度減少（wastage))不同的腐蝕。本發(fā)明人等對(duì) 于這樣的腐蝕進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查。
[0008] 圖1為表示產(chǎn)生腐蝕的Gr. 17鈦合金材料的外觀(guān)的照片。如圖1所示，可知腐蝕部 位的表面粗糙度變大（以下，將表面粗糙度變大的情況稱(chēng)為"表面粗化"）的情況多，此外， 在腐蝕部位的附近存在黑色的附著物、或鈦合金變色為黑色。而且，本發(fā)明人等確認(rèn)到在腐 蝕部位存在氫化物（TiH、或TiH 2)。因此，該腐蝕與氫密接地關(guān)聯(lián)。
[0009] 圖2為表示產(chǎn)生腐蝕的Gr. 17鈦合金材料的截面組織的照片。在該鈦合金材料的 腐蝕部的表面形成有多個(gè)凹部（在圖2中，形成有凹部的部分用箭頭表示）。由圖2可知自 表面附近至內(nèi)部形成有點(diǎn)狀以及針狀的物質(zhì)。本發(fā)明人等確認(rèn)到這些物質(zhì)為氫化物。認(rèn)為 氫化物是以從材料表面侵入的氫為起點(diǎn)而生成的。
[0010] 圖3為表示沒(méi)產(chǎn)生腐蝕的Gr. 17鈦合金材料的截面組織的照片。該鈦合金材料的 表面粗化沒(méi)有進(jìn)展，這樣的鈦合金材料中的氫化物至少不像圖2中示出的鈦合金材料那樣 大量地存在。
[0011] 下述專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了通過(guò)使含有鉑族的鈦合金中所含有的析出物（Ti2Ni)沿 著軋制方向，從而提高了耐晶界腐蝕性的材料。
[0012] 下述專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了，為了防止由于氫吸收導(dǎo)致的脆化，預(yù)先僅在表面附近 形成氫化物層，在材料的使用環(huán)境中不產(chǎn)生進(jìn)一步的氫吸收以及氫脆化的材料。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0015] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:專(zhuān)利第3916088號(hào)公報(bào)
[0016] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2012-12636號(hào)公報(bào)
[0017] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2005-36314號(hào)公報(bào)
[0018] 非專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0019] 非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:副島啓義著「電子線(xiàn)Y<夕口 7于卩シ只走査電子顕微鏡、X線(xiàn)Y 彳夕口 7< 只''分析法」、日刊工業(yè)新聞社刊（1987) 4章EPMA ?空間分解能4. 2. 4. 3統(tǒng) 計(jì)變動(dòng)（P.112)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0021] 對(duì)于鈦合金材料的產(chǎn)生伴隨表面粗化的腐蝕的問(wèn)題，提出了各種對(duì)策，但基于以 往的對(duì)策不能充分地抑制這種腐蝕。
[0022] 本發(fā)明是鑒于這樣的狀況而完成的，其目的是提供一種鈦合金材料，其為含有鉑 族元素的鈦合金材料，可以充分地抑制伴隨表面粗化的腐蝕。
[0023] 用于解決問(wèn)題的方案
[0024] 本發(fā)明人等為了解決這樣的腐蝕的問(wèn)題，進(jìn)行各種研宄，完成本發(fā)明。本發(fā)明涉及 下述⑴?（7)的鈦合金材料。
[0025] (1) -種鈦合金材料，其為含有鉑族元素的鈦合金材料，在使用EPMA表面分析裝 置進(jìn)行的表面映射分析中，將背景信號(hào)的強(qiáng)度的平均值設(shè)為N時(shí)，將N+3N 1/2作為Fe的特性 X射線(xiàn)的背景信號(hào)的最大強(qiáng)度，得到超過(guò)該最大強(qiáng)度的Fe的特性X射線(xiàn)的信號(hào)的面積率為 0. 1%以下。
[0026] (2) -種鈦合金材料，其為含有鉑族元素的鈦合金材料，在使用EPMA表面分析裝 置進(jìn)行的表面映射分析中，將背景信號(hào)的強(qiáng)度的平均值設(shè)為N時(shí)，將N+3N 1/2作為S的特性 X射線(xiàn)的背景信號(hào)的最大強(qiáng)度，得到超過(guò)該最大強(qiáng)度的S的特性X射線(xiàn)的信號(hào)的面積率為 0. 1%以下。
[0027] (3)根據(jù)（1)或（2)所述的鈦合金材料，其中，得到超過(guò)所述最大強(qiáng)度的Fe的特性 X射線(xiàn)的信號(hào)的面積率為0. 05%以下，并且得到超過(guò)所述最大強(qiáng)度的S的特性X射線(xiàn)的信 號(hào)的面積率為0. 05%以下。
[0028] (4)根據(jù)⑴或⑶所述的鈦合金材料，其中，對(duì)于所述鈦合金材料的表面的Fe存 在部，由點(diǎn)分析而得到的Fe含量以Fe相對(duì)于Ti的原子比計(jì)為0. 5以下。
[0029] (5)根據(jù)⑴?⑷中任一項(xiàng)所述的鈦合金材料，其中，含有0? 01?0? 25質(zhì)量％ 的所述鉑族元素。
[0030] (6)根據(jù)⑴?（5)中任一項(xiàng)所述的鈦合金材料，其中，還含有選自由Ni :0? 05? 1.0質(zhì)量％、Cr :0. 05?0.3質(zhì)量％、以及Mo :0. 05?0.5質(zhì)量％組成的組中的1種或2種 以上。
[0031] (7)根據(jù)⑴?（6)中任一項(xiàng)所述的鈦合金材料，其中，作為所述鉑族元素，含有 0? 01?0? 25質(zhì)量％的Pd。
[0032] 發(fā)明的效果
[0033] 本發(fā)明的鈦合金材料可以在要求優(yōu)異的耐腐蝕性（耐間隙腐蝕性以及耐酸性 等）、耐腐蝕進(jìn)行性（resistance against corrosion progress)、加工性、以及經(jīng)濟(jì)性的用 途中使用。具體而言，本發(fā)明的鈦合金可以在食鹽電解槽的陽(yáng)極、制鹽設(shè)備等嚴(yán)苛的環(huán)境下 使用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為表示產(chǎn)生了腐蝕的Gr.17鈦合金材料的外觀(guān)的照片。
[0035] 圖2為表示產(chǎn)生了腐蝕的Gr.17鈦合金材料的截面組織的照片。
[0036] 圖3為表示未產(chǎn)生腐蝕的Gr. 17鈦合金材料的截面組織的照片。
[0037] 圖4為表示本發(fā)明的試樣的利用EPMA表面分析裝置的表面映射分析的結(jié)果的圖。
[0038] 圖5為表示本發(fā)明范圍外的試樣的利用EPMA表面分析裝置的表面映射分析的結(jié) 果的圖。
[0039] 圖6為腐蝕試驗(yàn)中使用的試樣的示意圖、以及間隙腐蝕試驗(yàn)試樣的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040] 本發(fā)明基于根據(jù)本發(fā)明人等而得到的以下的見(jiàn)解。
[0041] 在間隙結(jié)構(gòu)中使用鈦合金時(shí)，產(chǎn)生伴隨表面粗化的腐蝕而不產(chǎn)生所謂間隙腐蝕 (crevice corrosion)。該腐蝕極少存在伴隨膨脹的情況。本發(fā)明人等調(diào)查產(chǎn)生這些腐蝕 的部位，結(jié)果確認(rèn)到多數(shù)情況下在腐蝕部檢測(cè)出Fe以及S的一者或兩者。而且，本發(fā)明人 等調(diào)查鈦合金材料的表面狀態(tài)與有無(wú)腐蝕產(chǎn)生的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)如以下說(shuō)明的那樣，將在表面 存在的Fe以及/或S的比例控制到一定水平以下，從而可以抑制伴隨表面粗化的腐蝕的產(chǎn) 生。
[0042] 如上所述，進(jìn)行對(duì)產(chǎn)生伴隨表面粗化的腐蝕的部位的截面觀(guān)察時(shí)，僅在腐蝕表面 附近確認(rèn)到點(diǎn)狀/針狀的氫化物，因此認(rèn)為該腐蝕與氫化物有關(guān)。這樣的腐蝕表現(xiàn)出可以 目視確認(rèn)的程度的外觀(guān)變化的情況是在鈦合金例如置于通常環(huán)境下的間隙結(jié)構(gòu)然后經(jīng)過(guò) 長(zhǎng)時(shí)間之后，但經(jīng)過(guò)短時(shí)間后不能確認(rèn)到那樣的外觀(guān)的變化。因此，本發(fā)明人等通過(guò)加速試 驗(yàn)，產(chǎn)生這些腐蝕，從而明確鈦合金的腐蝕前的表面狀態(tài)與腐蝕的關(guān)系。
[0043] 1)表面污染元素的確定
[0044] 從市場(chǎng)中獲得表面的污染程度不同的Gr. 11、Gr. 13、以及Gr. 17材料利用 EPMA (Electron Probe MicroAnalyser;電子探針顯微分析儀）表面分析裝置進(jìn)行面分析， 調(diào)查在表面存在的元素。對(duì)于各個(gè)Gr. ll、Gr. 13、以及Gr. 17材料，表面存在的元素如以下 所述。
[0045] 在Gr. 11、以及Gr. 17材料的表面中檢測(cè)出Ti、Pd(以上為基質(zhì)成分）、C、0、Fe、Zn、 S、Cl、Na、以及F(C以下作為除基質(zhì)成分以外的成分而被檢測(cè)出）。
[0046] 在Gr. 13材料的表面檢測(cè)出Ti、Ni、Ru(以上為基質(zhì)成分）、C、0、Fe、Zn、S、Cl、Na、 Ca、以及F(C以下作為基質(zhì)成分以外的成分而被檢測(cè)出）。
[0047]研宄這些元素之中除基質(zhì)成分以外的元素被檢測(cè)出的原因。
[0048]C認(rèn)為是源自制造工序中所使用的軋制油。0是源自鈦的鈍化覆膜，在鈦材料的表 面通常觀(guān)察到0。
[0049] 另一方面，對(duì)于Fe、Zn、以及S，為通常的鈦合金材料中未觀(guān)察到的元素，在本說(shuō)明 書(shū)中，將這些元素定義為"表面污染元素"。但是，F(xiàn)e有時(shí)是為了提高強(qiáng)度而在鈦材中含有 的，這樣的鈦合金材料中，F(xiàn)e不是源自污染而是母材中含有Fe。這樣的Fe通常在鈦材固 溶，由于均勻地分布，因此用EPMA表面分析裝置分析鈦合金材料時(shí)，F(xiàn)e的信號(hào)作為背景來(lái) 計(jì)數(shù)。對(duì)于本申請(qǐng)中作為問(wèn)題的Fe，為由于Fe污染而帶來(lái)的Fe，以在鈦材中未固溶且富集 于鈦材的表面的狀態(tài)而存在。
[0050] 上述面分析中也檢測(cè)出Ca、Na、以及C1。但是，這些元素的檢測(cè)量是微量的，因此 從在本說(shuō)明書(shū)中定義的污染元素中排除。這些元素推測(cè)主要是從市場(chǎng)中處理鈦合金材料的 人體附著到鈦合金材料的元素。
[0051] 對(duì)于基于Fe的表面污染，推測(cè)源自由與作為對(duì)象的鈦合金材料相同的制造生產(chǎn) 線(xiàn)生產(chǎn)的不銹鋼制品、鋼鐵制品、或由于在熱軋板的脫氧化皮時(shí)進(jìn)行噴片中所使用的噴丸 片殘留于鈦合金材料的表面（對(duì)于源自噴丸片的Fe污染，在后述的"6)本發(fā)明的鈦合金材 料的制造方法"的項(xiàng)中進(jìn)行詳細(xì)敘述）。鈦合金材料用于間隙結(jié)構(gòu)時(shí)，存在在間隙結(jié)構(gòu)內(nèi)在 表面生成推測(cè)為Fe 304的黑色的氧化物的情況。對(duì)于生成這樣的氧化物的部分，如圖1所 示，腐蝕而產(chǎn)生表面粗化，正下方生成氫化物。因此，認(rèn)為生成氧化物的Fe與伴隨表面粗化 的鈦合金材料的腐蝕相關(guān)。
[0052]對(duì)于基于Zn的表面污染，推測(cè)是源自在作為對(duì)象的鈦合金材料的制造工序中用 作防燒結(jié)劑的磷酸鋅，Zn即便在軋制加工后也在表面殘存。在鈦合金材料的表面存在金屬 狀的Zn時(shí)，成為不同種類(lèi)金屬接觸的狀態(tài)，存在促進(jìn)氫吸收、在Zn的污染部生成氫化物的 可能性。
[0053] S為軋制潤(rùn)滑油中所使用的一部分的極壓添加劑中所含有的成分，因此認(rèn)為基于 S的表面污染源自這樣的添加劑。在間隙結(jié)構(gòu)部位中，鈦合金材料的表面被S污染并且在該 表面存在含有氯離子的溶液時(shí)，在間隙生成氯化硫（S 2C12)。氯化硫使純鈦的腐蝕加速，因 此即便對(duì)于鈦合金，也存在具有使腐蝕進(jìn)行的作用的可能性。
[0054]接著，制作使用Gr.11材料的各種試樣材料，調(diào)查在試樣材料表面確認(rèn)到定義為 污染元素的上述元素之中Fe以及S存在的面積的比例（面積率），并且進(jìn)行后述的實(shí)施例 中記載的間隙腐蝕處理來(lái)調(diào)查Fe以及S的分布以及存在量與耐腐蝕性（通過(guò)目視觀(guān)察、以 及腐蝕減少量的測(cè)定）的關(guān)系。
[0055] 2)對(duì)于Fe污染的面積率
[0056]在各種試樣材料的表面上，對(duì)于一邊的長(zhǎng)度為200 ym的正方形的區(qū)域，利用EPMA表面分析裝置，對(duì)于Fe進(jìn)行表面映射分析。將背景信號(hào)的強(qiáng)度的平均值設(shè)為N時(shí)，將N+3N1/2 作為Fe的特性X射線(xiàn)的背景信號(hào)的最大強(qiáng)度，算出得到超過(guò)該最大強(qiáng)度的Fe的特性X射 線(xiàn)的信號(hào)的面積率（以下，稱(chēng)為"Fe面積率（對(duì)于面積率的詳細(xì)的算出方法如后所述）。
[0057]在試樣材料的表面選擇任意的5個(gè)區(qū)域，進(jìn)行上述表面映射分析，結(jié)果Fe面積率 為0. 002%?2. 4%。對(duì)于這些試樣材料，確認(rèn)到實(shí)施間隙腐蝕的處理之后，部分地形成表 面粗糙度大的腐蝕區(qū)域。這些腐蝕區(qū)域之中，確認(rèn)到腐蝕減少量的試樣材料的樣品中Fe面 積率超過(guò)〇. 1%。
[0058] Fe面積率為0. 1 %以下、且未確認(rèn)到腐蝕減少量的試樣材料零星見(jiàn)到表面粗化。 Fe面積率為0. 01%以下的試樣材料中，未確認(rèn)到這樣的粗化部分。由以上的結(jié)果可知，為 了確保耐腐蝕性，尤其，F(xiàn)e的單獨(dú)污染的情況下（不伴隨S的污染的情況），需要將鈦合金 材料的表面的Fe面積率設(shè)為0. 1%以下。Fe的單獨(dú)污染的情況中的鈦合金材料的表面的 Fe面積率優(yōu)選為0. 01 %以下。
[0059] 3)對(duì)于S污染的面積率
[0060] 在各種試樣材料的表面上，對(duì)于一邊的長(zhǎng)度為200 y m的正方形的區(qū)域，利用EPMA 表面分析裝置，對(duì)S進(jìn)行表面映射分析。將背景信號(hào)的強(qiáng)度的平均值設(shè)為N時(shí)，將N+3N1/2作 為S的特性X射線(xiàn)的背景信號(hào)的最大強(qiáng)度，算出得到超過(guò)該最大強(qiáng)度的S的特性X射線(xiàn)的 信號(hào)的面積率（以下，稱(chēng)為"S面積率"）。
[0061] 在試樣材料的表面選擇任意的5個(gè)區(qū)域，進(jìn)行上述表面映射分析，結(jié)果S面積率為 0. 002%?3. 9%。對(duì)于這些試樣材料，確認(rèn)到間隙腐蝕的處理后部分地形成表面粗糙度大 的腐蝕區(qū)域。確認(rèn)到這些腐蝕區(qū)域的試樣材料之中，確認(rèn)到腐蝕減少量的試樣材料的S面 積率超過(guò)0.1%。由以上的結(jié)果可知，為了確保耐腐蝕性，尤其，S的單獨(dú)污染的情況下（不 伴隨Fe的污染的情況），需要將鈦合金材料的表面的S面積率設(shè)為0. 1 %以下。
[0062] 4)對(duì)于Fe以及S的復(fù)合污染面積率
[0063] 上述的市場(chǎng)中材料中，存在被Fe以及S的兩種元素污染的情況。
[0064] 從試樣材料選自任意的5個(gè)區(qū)域，對(duì)于Fe以及S兩者，利用EPMA表面分析裝置， 進(jìn)行表面映射分析，結(jié)果Fe面積率為0. 001 %?2. 4%、并且S面積率為0. 001 %?3. 9%。
[0065] 對(duì)于這些試樣材料，確認(rèn)到間隙腐蝕的處理后部分地形成表面粗化的腐蝕區(qū)域。 對(duì)于確認(rèn)到腐蝕減少量的試樣材料，F(xiàn)e面積率大于0. 05%、并且S面積率大于0. 05%。由 以上的結(jié)果可知，為了確保被Fe以及S兩種元素污染的鈦合金材料的耐腐蝕性，優(yōu)選在鈦 合金材料的表面，F(xiàn)e面積率設(shè)為0. 05%以下、并且S面積率設(shè)為0. 05%以下。
[0066] 5)對(duì)于Fe含量
[0067] 對(duì)于被Fe污染的試樣材料，不僅調(diào)查Fe面積率，而且調(diào)查在試樣材料的表面附近 存在的Fe的含量（基于點(diǎn)分析）與含氫量的經(jīng)時(shí)變化的關(guān)系。
[0068] 在Fe面積率為0. 1 %以下、S面積率為0. 1 %以下、含有0.01?0.25質(zhì)量％的鉑 族元素的試樣材料中，F(xiàn)e含量以Fe相對(duì)于Ti的原子比計(jì)超過(guò)0. 5的試樣與未超過(guò)0. 5的 試樣相比，即便在相同的Fe面積率下，含氫量的經(jīng)時(shí)變化也大。
[0069] 此外，如在上述"2)對(duì)于Fe污染的面積率"的項(xiàng)敘述的那樣，存在未確認(rèn)到腐蝕減 少量但產(chǎn)生表面粗化的試樣材料。對(duì)于這樣的試樣材料，由于Fe含量高，因此認(rèn)為Fe使氫 吸收速度増大、使與氫脆化相關(guān)的腐蝕加速。
[0070] 如以上所述，對(duì)于鈦合金材料的表面的Fe存在部，用點(diǎn)分析而得到的Fe含量以Fe 相對(duì)于Ti的原子比計(jì)優(yōu)選為0. 5以下。在鈦合金材料的表面，C的含量（原子％ )根據(jù)油 脂殘分等而變化。因此，F(xiàn)e的含量（原子％ )也受到處于Fe存在部的C的含量的變化的 影響而變化。為了避免這樣的變化，在本發(fā)明中，以Fe的含量（原子％)相對(duì)于作為母材 的成分的Ti的含量（原子％ )的比計(jì)來(lái)規(guī)定Fe含量。
[0071 ] 6)本發(fā)明的鈦合金材料的制造方法
[0072] 以下，對(duì)于制造本發(fā)明的鈦合金材料的方法的一個(gè)例子，進(jìn)行說(shuō)明。
[0073] 通常，鈦合金材料的制造工序分為熱軋以及冷軋的工序。熱軋時(shí)，在鈦合金材料的 表面生成氧化皮（氧化物）。為了進(jìn)行脫氧化皮，對(duì)通過(guò)熱軋而得到的熱軋板的表面進(jìn)行 噴片，去除氧化皮、并且在熱軋板表層部生成的氧化皮導(dǎo)入裂紋，然后進(jìn)行酸洗。酸洗時(shí)，清 洗用的酸滲透到裂紋中，因此氧化皮的殘部被容易地去除。但是，噴丸片的一部分在鈦合 金材料表面殘留，即便通過(guò)之后的酸洗也不能完全地去除。尤其，使用大尺寸的噴丸片時(shí)， 脫氧化皮性?xún)?yōu)異，但難以?xún)H用Kolene處理與酸洗處理去除殘留的噴丸片，需要利用氯化鐵 (FeCl 3)水溶液的清洗這一點(diǎn)在后面敘述。
[0074] 對(duì)于經(jīng)過(guò)熱軋工序的鈦合金材料，重復(fù)多次冷軋、以及退火直至得到目標(biāo)的板厚。 通常，作為退火處理，使用氬氣氣氛，進(jìn)行光亮退火（BA = BrightAnnealing)。對(duì)于光亮退 火了的鈦合金材料，在退火后未進(jìn)行脫氧化皮，因此不能期待伴隨脫氧化皮的Fe以及S的 污染的去除。
[0075] 通過(guò)熱軋以及冷軋工序，鈦合金材料中，除基于上述的噴丸片的殘留的Fe污染之 夕卜，還產(chǎn)生源自冷軋用軋制潤(rùn)滑油的S污染。作為這些污染源的S以及Fe在退火工序中通 過(guò)熱擴(kuò)散擴(kuò)散到鈦合金材料的整個(gè)表面同時(shí)也向內(nèi)部滲透。
[0076] 因此，為了去除這些污染源S以及Fe，在退火后，利用酸洗溶解鈦合金材料的表層 部分或進(jìn)行機(jī)械性地磨削而去除。此外，在前述酸洗之前，進(jìn)一步優(yōu)選進(jìn)行基于堿熔融鹽 ?。ㄒ訬aOH為主要成分，添加有NaN0 3、KN03等氧化劑的鹽浴）的處理（通稱(chēng)"Kolene處 理")。該表層部分的去除優(yōu)選在全部的退火后實(shí)施，若在最初以及最后的退火后實(shí)施，則可 以高效地去除S、Fe污染。對(duì)于鈦合金材料的作為對(duì)象的每個(gè)面，此時(shí)的去除量（厚度）為 1 um以上、優(yōu)選設(shè)為5 ym以上。
[0077] 如前所述，用于去除該污染源的處理并不限定于一次，有時(shí)需要進(jìn)行多次的處理 直至實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中定義的表面為止。
[0078] 此外，熱軋板的脫氧化皮后并用氯化鐵水溶液的清洗與熱軋鋼板表面的刷洗的方 法也是有效的。這是由于，雖然氯化鐵水溶液幾乎不溶解鈦但Fe的溶解速度比在硝酸氫氟 酸的混合溶液中更快，因此噴丸片和鈦母材的噴丸片側(cè)溶解，并用刷洗處理從而效率良好 地去除噴丸片，在使用大尺寸的噴丸片的情況下是必須的工序。
[0079] 此外，在退火前追加進(jìn)行清洗、去除潤(rùn)滑油等工序?qū)τ跍p少S的污染量是有效的。
[0080] 7)對(duì)于合金元素
[0081] 鉑屬元素的含量?jī)?yōu)選設(shè)為0.01?0.25質(zhì)量％。由此，可以抑制原料費(fèi)用、并且得 到鈦合金材料的耐腐蝕性。鉑屬元素例如也可以為Pd。
[0082] 對(duì)于本發(fā)明的鈦合金材料，還可以含有選自由Ni :0. 05?1.0質(zhì)量％、Cr :0. 05? 0. 3質(zhì)量％、以及Mo :0. 05?0. 5質(zhì)量％組成的組中的1種或2種以上。
[0083] 鈦合金材料通過(guò)含有Ni，從而提高耐間隙腐蝕性。但是，對(duì)于該效果即便與1. 0質(zhì) 量％相比更大量地含有Ni也產(chǎn)生飽和。此外，通過(guò)添加Ni，從而降低加工性。因此，添加 Ni時(shí)的含量?jī)?yōu)選設(shè)為1. 0質(zhì)量％以下。為了確實(shí)地得到上述效果，優(yōu)選將Ni的含量設(shè)為 0. 05質(zhì)量％以上、更優(yōu)選設(shè)為0. 1質(zhì)量％以上。
[0084] 鈦合金材料通過(guò)含有Cr，從而提高耐間隙腐蝕性。但是，對(duì)于該效果即便與0. 3質(zhì) 量％相比更大量地含有Cr也產(chǎn)生飽和。因此，添加Cr時(shí)的含量?jī)?yōu)選設(shè)為0. 3質(zhì)量％以下。 為了確實(shí)地得到上述效果，優(yōu)選將Cr的含量設(shè)為0. 05質(zhì)量％以上。
[0085] 鈦合金材料通過(guò)含有Mo,從而提高耐間隙腐蝕性、以及耐硫酸性。但是，對(duì)于該效 果即便與0. 5質(zhì)量％相比更大量地含有Mo也產(chǎn)生飽和。此外，通過(guò)添加Mo,從而加工性降 低。因此，添加Mo時(shí)的含量?jī)?yōu)選設(shè)為0.5質(zhì)量％以下。為了確實(shí)地得到上述效果，優(yōu)選將 Mo的含量設(shè)為0. 05質(zhì)量％以上。
[0086] 實(shí)施例1
[0087] 為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，制作Fe以及S的污染量不同的試樣，進(jìn)行耐腐蝕性試驗(yàn)。
[0088] 1.耐腐蝕性試驗(yàn)中使用的試樣的制作方法
[0089] 試樣中使用的母材的板厚為3mm，為ASTM規(guī)格的Gr. 11、Gr. 13、Gr. 17材料、Gr33 材料以及實(shí)驗(yàn)室試樣材料（依次進(jìn)行VAR溶解（Vacuum Arc Remelting ;真空電弧再溶解）、 熱煅以及熱軋制成試樣），具有在表1中示出的組成。作為這些母材，進(jìn)行脫脂以及超聲波 清洗，然后為了再現(xiàn)實(shí)際機(jī)械制造時(shí)的污染實(shí)施以下的處理。
[0090]表1
[0091]

【權(quán)利要求】
1. 一種鈦合金材料，其為含有鉑族元素的鈦合金材料， 在使用EPM表面分析裝置進(jìn)行的表面映射分析中，將背景信號(hào)的強(qiáng)度的平均值設(shè)為N 時(shí)，將N+3N1/2作為Fe的特性X射線(xiàn)的背景信號(hào)的最大強(qiáng)度，得到超過(guò)該最大強(qiáng)度的Fe的 特性X射線(xiàn)的信號(hào)的面積率為〇. 1 %以下。
2. -種鈦合金材料，其為含有鉑族元素的鈦合金材料， 在使用EPM表面分析裝置進(jìn)行的表面映射分析中，將背景信號(hào)的強(qiáng)度的平均值設(shè)為N 時(shí)，將N+3N1/2作為S的特性X射線(xiàn)的背景信號(hào)的最大強(qiáng)度，得到超過(guò)該最大強(qiáng)度的S的特 性X射線(xiàn)的信號(hào)的面積率為〇. 1 %以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈦合金材料，其中，得到超過(guò)所述最大強(qiáng)度的Fe的特性 X射線(xiàn)的信號(hào)的面積率為〇. 05%以下，并且得到超過(guò)所述最大強(qiáng)度的S的特性X射線(xiàn)的信 號(hào)的面積率為0. 05%以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鈦合金材料，其中，對(duì)于所述鈦合金材料的表面的Fe存 在部，由點(diǎn)分析而得到的Fe含量以Fe相對(duì)于Ti的原子比計(jì)為0. 5以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的鈦合金材料，其中，含有0. 01?0. 25質(zhì)量％的 所述鉑族元素。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的鈦合金材料，其中，還含有選自由Ni :0. 05?
1. 〇質(zhì)量％、Cr :0. 05?0. 3質(zhì)量％、以及Mo :0. 05?0. 5質(zhì)量％組成的組中的1種或2種 以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的鈦合金材料，其中，作為所述鉑族元素，含有 0· 01?0· 25質(zhì)量％的Pd。
【文檔編號(hào)】C23G1/10GK104520456SQ201380042581
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月10日
【發(fā)明者】上仲秀哉, 武內(nèi)孝一, 神尾浩史, 松本啟, 井上則夫, 阿部賢 申請(qǐng)人:新日鐵住金株式會(huì)社