非鉄金属材料

α型やα+β型のチタン合金の設計では、α相を安定にする元素の効果をアルミニウム当量 [Al]eq = [Al] + [Sn]/3 + [Zr]/6 + 10[O](mass%)でまとめ、約9を超えないようにする目安がある。Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo合金で酸素を0.10 mass%含むとき、[Al]eqはどれに最も近いか。

  1. A約8.3
  2. B約7.4
  3. C約13
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正解:A. 約8.3

[Al]eq = 6 + 2/3 + 4/6 + 10 × 0.10 = 6 + 0.67 + 0.67 + 1.0 ≈ 8.3 で、目安の9を下回ります。約7.4は酸素に係数の10を掛け忘れた値、約13はSnとZrを係数で割らずにそのまま足した値です。アルミニウム当量が大きすぎると、α相の中に規則相のα₂(Ti₃Al)が析出し、延性や応力腐食割れへの抵抗が下がります。わずか0.1%の酸素がアルミニウム1%分に相当するように、侵入型の酸素はα相を強く安定にして強度を上げるので、酸素の量は合金の等級を分ける重要な管理項目です。Moはβ相を安定にする元素なので、この式には入りません。

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