(57)【要約】【解決手段】  微量ホウ素チタン基合金から形成された溶接ワイヤが提供される。前記溶接ワイヤから形成された溶接部及び１又は２以上の前記溶接部を含む溶接品も提供される。方法は、前記溶接ワイヤから１又は複数の溶接部を形成することを含み、前記１又は２以上の溶接部を含むチタン基合金品の内部欠陥を検出するために、超音波を用いて、前記１又は２以上の溶接部を含むチタン基合金品を超音波検査することを含むことができる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン基合金と約０．０５〜０．２０重量％の範囲のホウ素とから形成された溶接ワイヤを含む装置。
【請求項２】
ホウ素は、約０．０５〜０．１５重量％の範囲である、請求項１の装置。
【請求項３】
ホウ素は、約０．０５〜０．１０重量％の範囲である、請求項２の装置。
【請求項４】
ホウ素は、約０．１０〜０．２０重量％の範囲である、請求項１の装置。
【請求項５】
ホウ素は、約０．１０〜０．１５重量％の範囲である、請求項４の装置。
【請求項６】
前記チタン基合金は、工業用純チタン、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖエリー、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、及びＴｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒのうちの一種である、請求項１の装置。
【請求項７】
前記チタン基合金は、工業用純チタン、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−（５．５〜７）Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−（３．５〜５）Ａｌ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−（５．５〜７）Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−（３．５〜５）Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−４Ｖエリー、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−（３．５〜５）Ａｌ−０．２Ｓｉ、Ｔｉ−（３．５〜５）Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、又はＴｉ−（５．５〜７）Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒの一種である、請求項１の装置。
【請求項８】
チタン基合金と約０．０５〜０．２０重量％の範囲のホウ素とから形成された少なくとも１つの溶接部を含む装置。
【請求項９】
前記チタン基合金は、工業用純チタン、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖエリー、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、及びＴｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒのうちの一種である、請求項８の装置。
【請求項１０】
前記装置が、前記少なくとも１つの溶接部を含む溶接品である、請求項８の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの溶接部は、第１の溶接層と、前記第１の溶接層の上に重ねて固定された第２の溶接層と、を含む、請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの溶接部は、前記第２の溶接層の上に重ねて固定された第３の溶接層を含む、請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記溶接品は、航空機の構成要素である、請求項１０の装置。
【請求項１４】
航空機の構成要素は、フォーマ、隔壁、小骨、桁、パイロン、ナセル、エンジンケーシング、ベーン、排気ノズル、排気プラグ、及び熱シールドのうちの１つである、請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記溶接品は、第１のチタン基合金パーツと、第２のチタン基合金パーツとを含み、前記第１及び第２のチタン基合金パーツは、少なくとも１つの溶接部によって互いに固定されている、請求項１０の装置。
【請求項１６】
前記チタン基合金は、工業用純チタン、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖエリー、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、及びＴｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒのうちの一種である、請求項１５の装置。
【請求項１７】
チタン基合金と約０．０５〜０．２０重量％の範囲のホウ素とから形成された溶接ワイヤを準備する、準備ステップと、
前記溶接ワイヤから少なくとも１つの溶接部を形成する、形成ステップと、を含む、方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの溶接部が内部欠陥を有するかどうかを判定するために、前記少なくとも１つの溶接部を超音波検査するステップをさらに含む、請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記準備ステップは、第１のチタン基合金パーツと第２のチタン基合金パーツを準備することを含み、
前記形成ステップは、第１のチタン基合金パーツと第２のチタン基合金パーツを固定するために、第１のチタン基合金パーツと第２のチタン基合金パーツとの間に少なくとも１つの溶接部を形成することを含む、請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記形成ステップは、第１の溶接層と、前記第１の溶接層の上に重ねて固定される第２の溶接層と、を形成することを含む、請求項１７の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタン合金溶接ワイヤ及びチタン合金品、並びに、例えば鋳放し状態の合金品又は前記溶接ワイヤから形成されたチタン基合金溶接部を含む物品を超音波検査することを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン合金は多くの重要な構造用途に使用されるため、様々な検査方法が開発され使用されている。これらの方法は、材料の内部（表面下）を調べることができる体積法と、表面異常を検出することができる表面法に分類されることができる。これらの方法は本質的に相補的であり、望ましくない状態を検出する際に高い信頼レベルを達成するために同時に使用されるが、材料又は構成成分の特性を損なう可能性がある。表面欠陥はより一般的であるが、検出もより容易である。従って、表面欠陥による致命的な欠陥は起こりにくい。一方、内部欠陥による不具合は、明らかに表面欠陥と比較して大きな懸念事項である。小さな内部欠陥を確実に見つけることができる能力は、高性能構造の信頼性を向上させ、使用中の予期せぬ故障を減少させてきた。また、予期せぬ故障のリスクを増すことなく、より高い動作応力の設計が可能となるため、これらの構成要素の構造効率も向上した。
【０００３】
チタン及びチタン合金の超音波検査は、材料が航空宇宙産業及びエネルギー産業などの高性能用途での使用が意図されている場合に使用される最も一般的な検査方法である。この検査方法では、超音波が圧電トランスデューサを用いて材料中に誘導される。トランスデューサは、水又は他の結合媒体によって、検査されるピースに結合される。表面下の欠陥の検出は、その経路に沿って位置する領域からの入射超音波の一部の反射に基づいている。 この反射は、超音波の送信とは異なる音響インピーダンス又は抵抗を有する領域が存在する場合に常に生じる。動作中、トランスデューサは波を送信し、送信を停止し、反射波を検出するために待機する。検査される部分の前面及び後面からの反射が常に存在するが、これは、超音波経路に沿う他の反射源を物理的に特定するのに有用な長さマーカーである。 
【０００４】
超音波検査は、一般的には、検出対象物が、超音波検査の下でバルク材料からの高い音響反射挙動を有することを必要とする。この異なる挙動により、超音波検査技術は、地下の欠陥及び不具合を確実に検出することが可能になる。大きな弾性異方性粒子を有する材料として、限定するものでないが、例えば、スチール、チタン合金及びニッケル合金等の鋳造インゴット等があるが、これらの材料は、超音波試験によって評価することが困難なことが多い。この問題が生じる理由の少なくとも一部分は、超音波検査に使用される音波が粒子から部分的に反射され、バックグラウンド「ノイズ」を表すために生じる。発生したバックグラウンドノイズは、材料の傷をマスクすることがあるため、望ましくない。多結晶金属材料体における音の散乱は、伝搬する音波の減衰としても知られているが、前記散乱は、粒子寸法、固有の材料特性及び超音波周波数の少なくとも１つの関数として説明されることができる。集束超音波ビームは、瞬間的に高周波音波が当てられた材料の任意体積内の欠陥率を高めるために一般的に使用されている。これらの開発された超音波検査技法は、最大信号及びノイズに対する信号の両方に基づいて表示を特定することができる。しかし、粗粒子材料の場合で、ノイズレベルが高い場合、超音波を使用して内部欠陥を信頼性をもって検出することが不可能である。
【０００５】
鋳放し(as-cast)状態のチタンインゴットは、数ミリメートル乃至センチメートルの範囲の非常に粗い結晶粒子を示す。これらの粒子は凝固パターンに従うので、「多ノイズ(noisy)」であり、超音波検査中に、頻繁に低振幅の反射が観察されることを意味する。極端に言えば、このノイズは、誤検出、又は検出可能要件を満たすのに必要な検査感度の不足を引き起こす。この状況を解決する最も効果的な方法は、インゴットを処理して結晶粒組織を微細化することである。粒子構造を微細化するための熱間加工の幾つかのステップ（繰り返し加熱及び機械加工）の幾つかのステップがこの目的を達成するための標準的な方法である。しかしながら、この加工はかなり高額で時間を要する。ビレット等の中間製品は、その品質が最終処理及び最終使用に適しているかどうかを評価するために日常的に超音波検査される。これらの中間製品は、超音波検査が行なわれる前に上記熱間加工が既に行われた製品である。
【０００６】
鋳放し状態のチタンビレットを信頼性をもって検査できる改良された方法が要請されている。改良された方法は、内部欠陥検出時にノイズによる干渉が少なく、また、ビレットのその後の製品への加工に適合し得るものでなければならない。
【０００７】
超音波検査に関して問題となる別の領域は、チタン基合金溶接及び関連する溶接プロセスに関係する。多くの場合、溶接部は、その後に、上記のように結晶構造を微細化するための熱間加工は行われないので、実質的に元の状態が、最終生成物の一部として残る。これらの溶接部は、通常、上記した粗い結晶粒子を含むので、超音波検査の対象とならず、最終生成物の一部となる。それゆえ、最終生成物は、内部欠陥が検査されていないか、又は検査される場合は、より困難な手段及び／又はより高価な手段によってのみ行われることができる。それゆえ、当該技術分野では、超音波検査が可能なチタン合金溶接部に対する要請がある。
【発明の概要】
【０００８】
一態様において、本発明は、チタン基合金及び約０．０５〜０．２０重量パーセントの範囲のホウ素から形成された溶接ワイヤを含む装置を提供する。
【０００９】
別の態様において、本発明は、チタン基合金及び約０．０５〜０．２０重量パーセントの範囲のホウ素から形成された少なくとも１つの溶接部を含む装置を提供する。
【００１０】
別の態様において、本発明は、チタン基合金及び約０．０５〜０．２０重量パーセントの範囲のホウ素から形成された溶接ワイヤを準備するステップと、前記溶接ワイヤから少なくとも１つの溶接部を形成するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１ａ〜図１ｄは、従来のインゴットのサンプルと、本発明の範囲内のインゴットのサンプルとの比較を示す写真である。具体的には、図１ａ及び図１ｂは、夫々、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖから形成された従来の８インチインゴットの横断面及び縦断面のマクロ粒子構造を示す写真である。図１ｃ及び図１ｄは、夫々、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−０．１Ｂから形成された８インチインゴットサンプルの横断面及び縦断面の写真である。
【００１２】
【図２】図２は、サンプル方法のフローチャートである。
【００１３】
【図３】図３は、微量ホウ素チタン基合金の溶接ワイヤを用いて溶接する溶接機械であって、２つのパーツを接合する溶接部を形成し、溶接された２つのパーツからなる溶接品を形成するために用いられる溶接機械の概略図である。
【００１４】
【図４】図４は、微量ホウ素チタン基合金の溶接ワイヤを用いて層ごとに溶接部を重ね合わせたニアシェイプ品(near shape article)を形成した電子ビーム付加製造機械(electron beam additive manufacturing machine)の概略図である。
【００１５】
【図５】図５は、図４のニアシェイプ品から得られた最終形状品(final shape article)の斜視図である。
【００１６】
【図６】図６は、微量ホウ素チタン基合金の溶接ワイヤを用いて付加製造によって形成されることができる様々な航空機構造の構成要素を示す飛行機の概略図である。
【００１７】
【図７】図７は、図６の７−７線に沿う断面図であって、微量ホウ素チタン基合金の溶接ワイヤを用いて付加製造によって形成されることができる様々な航空機エンジン構成要素を示す。
【００１８】
【図８】図８は、サンプル方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書で提供する１つの方法は、一般的に必須とされる熱間加工ステップを行わずに、鋳放し状態のチタン合金品の超音波検査を可能にするものである。様々なチタン合金が、微量のホウ素（Ｂ）を、約０．０５又は０．１０重量％から約０．１０、０．１５又は０．２０重量％の範囲で添加することで強化されることができ、結晶粒組織が微細化する他、鋳放し状態の結晶粒方向が向上する。これらが超音波との干渉を最小限に抑え、内在する欠陥を高い信頼性で検出することができる。チタン鋳放し品を高い信頼性で検査することができる能力と、微細化された結晶粒組織によってもたらされる熱間加工性の向上とより、有意の中間加工を必要とすることなく、鋳造されたビレットで始まる高品質チタン合金品の製造を可能にする。
【００２０】
図１は、プラズマアーク炉内の不活性ガス雰囲気中でプラズマアーク溶融を用いて融解されたチタン合金Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖの直径８インチの製造インゴットについて、縦方向と横方向のマクロ結晶粒組織の比較を示す。従来のＴｉ−６Ａｌ−４Ｖインゴットの鋳放し結晶粒は、予想されたように、極めて粗く、凝固速度に起因する巨視的パターンを示している。一方、ホウ素の微量添加によって強化されたＴｉ−６Ａｌ−４Ｖの結晶構造は、ほぼ一桁違うほど飛躍的に微細化された結晶粒と、著しく微細化された巨視的結晶粒パターンを示す。
【００２１】
鋳放しＴｉ−６Ａｌ−４Ｖの結晶粒子は非常に粗いため、超音波検査（８０％振幅で５７〜５９ｄＢの減衰）でのノイズレベルが非常に高く、これが内部欠陥のあらゆる有意な検出を妨げていた。微量のホウ素で強化されたＴｉ−６Ａｌ−４Ｖの鋳造インゴット材料は、従来の鍛造ビレット基準を用いて超音波検査することに成功した。Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−０．１Ｂの鋳造インゴットの超音波Ｃスキャンは、８０％振幅で１２〜１６ｄＢの減衰で実施した。これは、鍛造ビレットの参照標準と同等以上の応答である。微量のホウ素で強化されたＴｉ−６Ａｌ−４Ｖの鋳造インゴットはまた、Ｘ線技術を用いて検査され、空隙(voids)の無いことが確認され、超音波検査結果の正当性が実証された。
【００２２】
従来のチタン合金は、高温からベータＴｉ変態としてアルファＴｉに冷却する際、粗い柱状粒子及びコロニー組織を形成する。アルファＴｉと親ベータＴｉ粒子との間には結晶学的関係がある。粒子全体に均一なアルファＴｉの核が生成する場合、隣接するアルファＴｉ粒子は異なる結晶方位を有し、各々が別個の音響散乱体(acoustic scattering entities)として挙動する。しかしながら、ベータＴｉ粒子内のアルファＴｉ核生成サイトが少ししか存在しない場合、所与の領域のアルファＴｉ粒子はすべて、同じ結晶学的配向で成長し、コロニー組織を生じる結果となる。このコロニーは音響体になる。コロニーがアルファＴｉ粒子内に形成されるので、コロニーサイズはベータＴｉ粒子サイズより大きくならない。ベータＴｉ粒子のサイズ及びコロニー組織におけるアルファＴｉ粒子の性質は、単相及び二相のチタン合金及び材料における超音波ノイズ及び超音波検査に影響を及ぼす重要な変数である。それゆえ、ベータＴｉ粒子のサイズ及びコロニー組織におけるアルファＴｉ粒子の性質は、超音波検査中に望ましくないノイズを生成することにより超音波検査の結果に影響を及ぼす可能性がある。従来のチタン合金にホウ素を添加すると、ベータＴｉ粒子の著しい微細化がもたらされ、アルファＴｉ粒子の配向にも影響を与え、両方とも、材料を、低ノイズレベルでの超音波検査を可能にする。
【００２３】
超音波検査による検査に合格した鋳造インゴットから機械加工されたビレットは、直接、構造形状に押出加工することができた。押出品が示す引張特性が表１に記載されている。前記鋳造インゴットビレットから作製された押出品の特性は、従来の鍛造ビレットから作製された押出品の最小限の特性要件を満たした。一方、微量のホウ素で強化されていない従来の鋳造チタンインゴットは、熱間加工性が悪いため、著しい欠陥及び寸法不良が認められた。微量のホウ素で強化されたチタンの鋳放しインゴットにおける微細化された結晶粒組織は良好な熱間加工性を示し、これらの鋳放しインゴットは、結晶粒組織微細化のための高価で時間のかかる熱間加工工程を行なわずに、生成品を製造するために投入する素材(stock)として使用されることができる。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
本発明は、様々なチタン基合金に適用可能であり、限定するものでないチタン基合金の例として、ＣＰ−Ｔｉ（工業用純チタン）、Ｔｉ−６４（Ｔｉ−６Αｌ−４Ｖ）、Ｔｉ−１７（Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ）、Ｔｉ−６２４２（Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ）、Ｔｉ−６２４２Ｓ（Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ）、Ｔｉ−１０−２−３（Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ）、Ｔｉ−６２４６（Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ）、Ｔｉ−５−２．５（Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ）、Ｔｉ−３−２．５（Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ）、Ｔｉ−６−４ＥＬＩ（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖエリー(Extra Low Interstitial)）、Ｔｉ−６６２  （Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ）、ベータ２１Ｓ（Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ）、ベータＣ（Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ）及びＴｉ−５５５３（Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ）の合金を挙げることができる。本発明は、欠陥を検出するための超音波を用いてチタン鋳放し品の検査に適用可能である。本発明は、チタン仕上げ品への鍛造、圧延及び押出等のプロセスを用いて、非破壊検査された鋳造チタン入力材料の直接熱間加工を可能にする。
【００２６】
図２のフローチャートを参照すると、本発明の方法は、チタン合金鋳放し品(as-cast trace-boron titanium alloy article)を準備すること（ブロック１）、チタン合金鋳放し品を超音波検査すること（ブロック２）、チタン合金鋳放し品を顧客に出荷すること（ブロック３）、チタン合金鋳放し品をチタン合金仕上げ品(finished titanium alloy article)に熱間加工すること（ブロック４）、及びチタン合金仕上げ品を取り付けること(installing)（ブロック５）を含む。
【００２７】
微量ホウ素チタン合金の鋳放し品を準備するステップは、典型的には、鋳造の処理現場(business location)で微量ホウ素チタン合金品又はインゴットを鋳造することを含み、鋳造インゴット又は鋳造品が製造される。鋳造方法は様々な方法を使用することができるが、インゴットの鋳造は、プラズマアーク炉の中で行なわれることができ、例えば、インゴットの連続鋳造では、所望長さのピース又は物品に切断される。インゴットは、上述したように、微量重量％のホウ素を含む実質的にあらゆるチタン基合金から形成されることができる。この鋳造された微量ホウ素チタン合金として、例えば、ＣＰ−Ｔｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂエリー、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ−０．０５〜０．２０Ｂ及びＴｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ−０．０５〜０．２０Ｂの合金を挙げることができる。また、上述したように、これらの合金中のホウ素の重量パーセントは、０．０５〜０．１０％、０．０５〜０．１５％、又は０．０５〜０．２０％である。
【００２８】
チタン合金鋳放し品を超音波検査するステップは、典型的には、鋳造した後又はインゴット又は前記鋳放し品を準備した後、インゴット／鋳放し品を熱間加工等の加工を行う前に行われる。インゴットは切断してその一部を除去されることができるが、通常は、超音波検査の前に熱間加工（鍛造、圧延又は押出など）を行う必要はない。超音波検査は、通常、前記処理現場で行われ、検査に合格すると、非破壊検査されたチタン合金鋳放し品が得られる。その後、処理現場から出荷されて、処理現場から遠隔の顧客に向けて出荷される。非破壊検査されたチタン合金鋳放し品は、熱間加工（鍛造、圧延又は押出など）が施され、最終的なチタン合金製品が製造される。検査されたチタン合金鋳放し品は、必ずしも熱間加工前に出荷される必要はなく、必要に応じて処理現場でも熱間加工を実施することができる。このように、非破壊検査されたチタン合金鋳放し品は、前記処理現場で熱間加工が行なわれ、加工又は熱間加工されたチタン合金品（チタン合金仕上げ品でもよい）が製造され、次いで、例えば、遠隔地の顧客に出荷される。
【００２９】
熱間加工（仕上げ加工）されたチタン合金品は、次いで、必要に応じて、他の構成要素に取り付けられる(installed)か、又は他の構成要素と共に組み立てられて、チタン合金品を含む製品に形成することができる。例えば、チタン合金品は、ロータリーエンジン（例えば、航空機エンジン）の回転部品であってよく、前記チタン合金回転部品は、エンジンの他の部品に取り付けられか又は組み立てられて、エンジンの形態をした製品が製造される。チタン合金品は、航空機部品、例えば、航空機エンジン部品又は航空機構造若しくはフレーム部品として作られることができる。前記航空機エンジン部品として、ナセル(nacelle)、エンジンケーシング、ロータリーコンプレッサブレード、ステータの翼(airfoil)又はベーン、燃焼チャンバー、回転タービンブレード、排気ノズル、排気プラグを挙げることができ、前記航空機構造若しくはフレーム部品として、航空機パイロン部品、航空機熱シールド部又は航空機ファスナーを挙げることができる。仕上げられたチタン合金品はまた、エネルギー産業において、オイル掘削部品等に使用されることができる。そのような構成要素の限定されない例として、掘削パイプ、パイプケーシング、オイルパイプ又はチュービング；海洋配管及び海底フローライン；海洋での生産、輸出及び再注入用ライザー並びに構成要素；産油国の管製品（ＯＣＴＧ）製造用管状物並びに井戸ケーシング及びライナー；深海用ランディングストリング；海用油井改修用ストリング；海洋ファスナー及び構造要素；ウエルヘッド構成要素；ウエルジュエリー又はウエルジュエリー構成要素（パッカー、安全弁、研磨されたボアレセプタクル）；検層用構成要素及びダウンホール用ツール；深海潜水装置（例えば、遠隔操作式水中車両（ＲＯＶｓ））が挙げられる。仕上げ品には、軍用の武器構成要素、又はタンク若しくは他の軍用車両への侵入保護のために使用される砲身及び防護具等の他の用途の武器構成要素が含まれる。
【００３０】
従って、この方法は、前述したような高性能用途用にしばしば製造された製品に用いられるチタン合金品の製造を可能にするもので、合金品の顧客又は取付業者(installer)が、鋳造インゴット又は鋳造品に行われた超音波検査の後の熱間加工又は他の加工後に合金品の超音波検査をしなくてもよい。それゆえ、超音波検査され、品質保証された微量ホウ素チタン合金鋳放し品を、最終品への加工準備が出来ている顧客又はユーザーへ配送することが可能であり、顧客又はユーザーは、超音波検査設備に資金及び時間を投入しなくてもよく、そのような設備の操作訓練を行う必要性を排除することができる。
【００３１】
図３を参照すると、溶接機械７に用いられる微量ホウ素チタン基合金の溶接ワイヤ６が示されている。溶接機械７は、矢印Ａの方向に移動し、ワイヤ６で溶接して、溶接部８を形成し、第１チタン基合金パーツ９と第２チタン基合金パーツ１０を固定して、２つの溶接パーツ９、１０及び溶接部８を含む溶接品１１を形成する。このように、標準の溶接機又は溶接機械７は、ワイヤ６を溶融することにより、溶接ワイヤ６から溶接部８を形成する。溶融した材料が冷却され、固化して溶接部８が形成される。溶融材料と得られた溶接部８は、ワイヤ６と本質的に同じ化学組成を有してもよいが、ワイヤ６の化学組成と、形成されるパーツ９、１０のチタン基合金の化学組成との組合せである化学組成を有してもよい。
【００３２】
溶接ワイヤ６は、０．０５〜０．２０重量％の量のホウ素を含むあらゆるチタン基合金から形成されることができる。ホウ素の量は、０．０５又は０．１０乃至０．１０、０．１５又は０．２０の範囲であってよい。そのような微量ホウ素チタン基合金は、例えば、ＣＰ−Ｔｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−５Αｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂエリー、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ−０．０５〜０．２０Ｂ及びＴｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ−０．０５〜０．２０Ｂである。
【００３３】
パーツ９及び１０の各々は、あらゆるチタン基合金から形成されることができ、微量のホウ素を０．０５〜０．２０重量％の量で含んでもよいし、含まなくてもよい。それゆえ、パーツ９及び１０の各々は、ＣＰ−Ｔｉ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖエリー、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ、ＣＰ−Ｔｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−０．０５〜０．２０Ｂエリー、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ−０．０５〜０．２０Ｂ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ−０．０５〜０．２０Ｂ及びＴｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ−０．０５〜０．２０Ｂの一種から形成されることができる。パーツ９及び１０は、同じチタン基合金又は異なるチタン基合金から形成されることができる。パーツ９及び１０の各々はまた、溶接部８が形成されるチタン基合金と同じチタン基合金でもよいし、異なるチタン基合金でもよい。
【００３４】
図４を参照すると、電子ビーム（ＥＢ）付加製造機械に用いられる微量ホウ素チタン基合金溶接ワイヤ６が示されている。この機械は、電子ビーム銃１２を用いて細長い溶接部又は溶接層８Ａ〜８Ｉを形成するもので、溶接部又は溶接層８Ａ〜８Ｉを含む微量ホウ素チタン基合金のニアシェイプ品１３が形成される。図４はまた、内部チャンバー１５を画定するチャンバー又はチャンバー壁１４を示しており、前記チャンバー内に、付加製造機械／銃１２、溶接部８Ａ〜８Ｉ及びニアシェイプ品１３が配備される。内部チャンバーは、電子ビーム銃１２の使用に適した付加製造プロセスの間、高真空下にある。そのような電子ビーム付加製造システムは、イリノイ州シカゴのＳｃｉａｋｙ  Ｉｎｃ．によって製造され、稼働される
【００３５】
広義において、付加製造機械は、コンピュータ制御（一般にコンピュータ数値制御装置又はＣＮＣを介して）され、溶接部８Ａ−８Ｉを層ごとに順次形成して、１３等のニアシェイプ品が作られる。ＥＢ銃は、コンピュータ制御された溶接経路に沿って移動する。溶接ワイヤがＥＢ銃と共に移動して、融点のＥＢ銃に連続的に供給され、細長い溶接部又は溶接層を形成する。このように、機械は、例えば電子ビーム銃と溶接ワイヤが第１の方向に移動する間に、最初に溶接部８Ａを生成し、次いで、例えば電子ビーム銃と溶接ワイヤが第２の反対方向（方向は同じであってもよいが）に移動する間、溶接部８Ａの上に溶接部８Ｂが重ねられる。一態様において、銃は、各パス毎に、溶接部が重ねられるように、前後に移動し（矢印Ｂ）、上昇する（矢印Ｃ）。従って、溶接部又は溶接層は、直前に形成された溶接部又は溶接層の上に敷設されるか、又は溶接される。他の態様において、銃１２はループ状に動くこともできる。例えば、銃１２は、ワイヤ６を連続的に融解させながらほぼ円形の経路に沿って移動して、ほぼ円形の溶接層を生成し、次いで、ほぼ円形経路が順次連続して、直前に形成された層及び／又は他の溶接層の上に、ほぼ円形の溶接層が夫々重ねられ、固定される。このような態様は、円筒形状又は円錐形状又は他の形状を有する形状品を製造するものである。同様に、銃１２は、楕円形の繰返し経路、矩形経路、正方形経路、八角形経路、他のあらゆる種類の多角形経路、又は他の種類の経路に沿って移動することができる。理解されるように、ニアシェイプ品１３は、付加製造によって生成されることができる品の無数の形態の唯１つを表したにすぎない。手短に言えば、このプロセスによって形成されるニアシェイプ品１３又は他の形状品は、一般的には、例えば８Ａ〜８Ｉ等の複数の溶接部又は溶接層の各々が、互いに重ね合わされ、１又は２以上の溶接部又は溶接層に溶接／固定されて形成されたものである。
【００３６】
ＥＢ付加製造プロセス（又は他のプロセス）で使用される場合、溶接ワイヤ６は、溶接ワイヤ自体の初期化学的性質とは異なる最終的化学的仕様を満たすよう準備された特別な化学的チタン合金溶接ワイヤであってもよい。例えば、上述したように、ＥＢ付加製造は、ＥＢ銃を使用するために高真空を必要とする。この高真空のために、特定元素（アルミニウムのように揮発性が比較的高い元素）を含む溶接ワイヤは、その特定元素が高真空下で蒸発するため、特別に、その特定元素の重量パーセントが高くなるよう構成される。それゆえ、この状況において所与の最終合金組成の溶接部又は溶接層を生成するために、溶接ワイヤの初期成分は、前記特定元素の割合が増加したものを使用する。増加量は、当該特定合金及び他の要因に応じて異なるが、アルミニウムを含む溶接ワイヤの場合、アルミニウムの重量割合は、付加製造プロセス又は他の高真空プロセスによってワイヤから製造された溶接部又は溶接層の所望される最終組成物よりも例えば０．５〜１．０重量％、０．５〜１．５重量％又は０．５〜２．０重量％多い。
【００３７】
従って、例えば、ＥＢ付加製造のような高真空環境において８Ａ〜８Ｉのような溶接部／溶接層を製造する場合、溶接部／溶接層の組成は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ−（０．０５〜０．２）Ｂエリー、Ｔｉ−６Αｌ−６Ｖ−２Ｓｎ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ−（０．０５−０．２）Ｂ、又はＴｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ−（０．０５〜０．２）Ｂであるとき、溶接ワイヤの初期組成は、夫々、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−４Ｖ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−（５．５〜７）Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−（３．５〜５）Ａｌ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−（５．５〜７）Ａｌ−２．５Ｓｎ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−（３．５〜５）Ａｌ−２．５Ｖ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−４Ｖ−（０．０５〜０．２）Ｂエリー、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−（３．５〜５）Ａｌ−０．２Ｓｉ−（０．０５〜０．２）Ｂ、Ｔｉ−（３．５〜５）Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ−（０．０５〜０．２）Ｂ、又はＴｉ−（５．５〜７）Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ−（０．０５〜０．２）Ｂである。
【００３８】
溶接ワイヤ６から様々な溶接部８を形成するのに使用される標準の溶接機及びＥＢ銃は上記のとおりである。ワイヤ６から溶接部の形成に際しては、標準大気温度及び標準大気圧力などの標準雰囲気、高真空雰囲気若しくは低真空雰囲気、又は不活性ガス雰囲気の如何にかかわらず、当該分野で知られたあらゆる適当な熱源及び溶接ワイヤ６を利用することができるあらゆる適当な溶接機械を用いられることができる。
【００３９】
図５は、ニアシェイプ品１３から得られた最終形状品１６を示す。ニアシェイプ品１３は、最終形状品１６を製造するための任意の適切な方法によって機械加工されることができる。例えば、そのような機械加工は、ＣＮＣ装置などのコンピュータで制御されることができる。図示の例では、ニアシェイプ品１３は、機械加工により、溶接部８Ａ〜８Ｉのエッジ部及び端部が除去され、上部曲面及び平坦な垂直側面を有する最終形状品１６が形成されており、前記垂直側面には孔が開設されている。
【００４０】
上記したように、付加製造により、無数の形状を形成することができる。図６〜図７は、付加製造プロセスの微量ホウ素チタン基合金溶接部又は溶接層（例えば、８Ａ〜８Ｉ）を用いて、微量ホウ素チタン基合金溶接ワイヤ６から形成されることができる構成要素の幾つかを示している。これらの構成要素及び他の構成要素は、そのような溶接部又は溶接層の全体から形成されることができるが、そのような構成要素の一部がそのような溶接部又は溶接層から形成されることもできる。
【００４１】
図６を参照すると、航空機２１が示されている。航空機２１は、胴体２２、左右主翼２４、及び夫々のパイロン２８を介して主翼２４に取り付けられたガスタービンエンジン２６を有する。航空機２１は、垂直スタビライザ３０及び左右の水平スタビライザ３２を含む尾翼又は尾部を更に含む。フラップ３４及び補助翼３６は、夫々、主翼２４に配備されている。方向舵(rudder)３８が垂直スタビライザ３０に取り付けられ、エレベータ４０が、水平スタビライザ３２に夫々取り付けられている。胴体２２は、胴体の外板が取り付けられる複数の環状フォーマ４２と、尾部(empennage)に隣接する隔壁(bulkhead)４４とを具える。隔壁４４は、航空機の様々な場所に配置され得る様々な隔壁の一例である。航空機２１は、複数の小骨(ribs)４６及び桁(spars)４８を含む。小骨４６は、例えば、主翼小骨４６Ａ、フラップ小骨４６Ｂ，補助翼小骨４６Ｃ、垂直スタビライザ小骨４６Ｄ、方向蛇小骨４６Ｅ、水平スタビライザ小骨４６Ｆ及びエレベータ小骨４６Ｇを含むことができる。桁４８は、例えば、主翼桁４８Ａ、フラップ桁４８Ｂ、補助翼桁４８Ｃ、垂直スタビライザ桁４８Ｄ、方向蛇桁４８Ｅ、水平スタビライザ桁４８Ｆ及びエレベータ桁４８Ｇを含むことができる。
【００４２】
図７を参照すると、サンプルの航空機２１において、パイロン２８が主翼２４に固定され、該主翼から下向き前方に延在し、航空機エンジン２６がパイロン２８に固定され、パイロン２８から下方に延びている。より具体的には、パイロン２８は、前部２７と後部２９を有し、後部２９のトップ部が主翼２４の底部に固定され、前部２７の底部がエンジン２６のトップ部に固定されている。エンジン２６は、吸気口５６を画定するフロントエンドを有するナセル５４と、エンジンケーシング５８と、低圧回転式コンプレッサブレード６４を有する低圧コンプレッサ６２及高圧回転コンプレッサブレード６８を有する高圧コンプレッサ６６を含むコンプレッサセクション７０と、静的即ちステータの翼又はベーン７０と、燃焼チャンバー７２と、回転タービンブレード７８を有するタービン７６を含むタービンセクション７４と、排気ノズル又はノズルアセンブリ８０を含む排気システムと、排気プラグ８２とを含むことができる。ベーン７０は、コンプレッサセクション６０及び／又はタービンセクション７４にあってもよい。後部パイロン２８は、パイロン２８の底部に沿う熱シールド８４を含む様々な後部パイロン構成要素を含む。米国特許第７９４３２２７号には、８４で示される熱シールドの代表的な熱シールドの一例が開示されており、前記米国特許は引用を以て本明細書に組み込まれるものとする。後部パイロンフェアリングとも呼ばれる他の熱シールドが、米国特許出願公開第２０１１／０１５５８４７号に開示されており、これも引用を以て本明細書に組み込まれるものとする。
【００４３】
付加製造は、航空機エンジン構成要素及び非エンジン構成要素の両方を含む航空機構成要素等をワイヤ６から形成するために用いられることができる。網羅的リストではないけれど、このような航空機構成要素は、フォーマ４２等のフォーマ、隔壁４４等の隔壁、小骨４６等の小骨、桁４８等の桁、パイロン２８等のパイロン、ナセル５４等のナセル、ケーシング５８等のエンジンケーシング、ベーン７０等のベーン、ノズル８０等の排気ノズル、排気プラグ８２等の排気プラグ、及び熱シールド８４等の熱シールドを含むことができる。航空機構成要素及び他の種類の構成要素もまた、ワイヤ６を使用し、チタン基合金パーツ９、１０に関して上述したようなパーツを一緒に溶接することによって形成されることができ、それによって、前記構成要素は、パーツ９、１０及び溶接部８を含むことができる。  
【００４４】
図８は、基本的方法を示しており、微量ホウ素チタン基合金溶接ワイヤ６を提供するステップ（ブロック８６）と、溶接ワイヤから１又は複数の溶接部（例えば、溶接部８など）を作成するステップ（ブロック８８）と、前記１又は複数の溶接部を超音波検査して、前記１又は複数の溶接部が内部欠陥を有するかどうかを決定するステップ（ブロック９０）を有する。１又は複数の溶接部は、上記で詳細に説明したように形成されることができる。超音波検査（ブロック９０）は、１又は複数の溶接部を含む溶接品若しくは構成要素、又は、１又は複数の溶接部からほぼ全体が形成された溶接品又は構成要素を超音波検査することを含む。超音波検査はまた、１又は複数の溶接部及び前記１又は複数の溶接部によって互いに固定されたチタン基合金パーツを含む溶接品又は構成要素を超音波検査することを含み、それによって、１又は複数の溶接部及び前記パーツが超音波検査される。
【００４５】
１つの方法は、図２及び図８に示されるステップの幾つか又は全部を含むことができる。それゆえ、例えば、微量ホウ素チタン合金鋳放し品は、鍛造、圧延又は押出などの熱間加工の前に超音波検査され、顧客に出荷されることができる。顧客は、次いで、そのような熱間加工を行なうこともできるし、１又は複数のそのような鋳放し品と溶接ワイヤ６を用いて溶接を行ない、別の物品又は構成要素を形成することもできる。前記別の物品又は構成要素は、鋳放し品から形成されたパーツと、ワイヤ６から形成され、前記パーツを接合する１又は複数の溶接部を含む。溶接部又は前記溶接部を含む物品若しくは構成要素は、次いで、超音波検査され、例えば、航空機又は他の製品等に取り付けられることができる。
【００４６】
上記の説明では、簡潔性、明瞭性及び理解のために、特定の用語が使用されている。そのような用語は説明目的のために使用され、広義に解釈されることを意図するものであり、先行技術の要件を超える不必要な制限を含むことを意味するものではない。
【００４７】
また、本発明の説明及び図示は例示であって、本発明は図示され又は記載された正確な説明に限定されるものではない。
【図１】
2019193947.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月5日(2019.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン基合金と０．０５〜０．２０重量％の範囲のホウ素とから形成された溶接ワイヤを準備するステップと、
前記溶接ワイヤから少なくとも１つの溶接部を形成するステップと、
前記少なくとも１つの溶接部が内部欠陥を有するかどうかを判定するために、前記少なくとも１つの溶接部を超音波検査するステップと、を含み、
前記超音波検査するステップが、その元の状態にある溶接部について行われる、方法。
【請求項２】
ホウ素は、０．０５〜０．１５重量％の範囲である、請求項１の方法。
【請求項３】
ホウ素は、０．０５〜０．１０重量％の範囲である、請求項２の方法。
【請求項４】
ホウ素は、０．１０〜０．２０重量％の範囲である、請求項１の方法。
【請求項５】
ホウ素は、０．１０〜０．１５重量％の範囲である、請求項４の方法。
【請求項６】
前記チタン基合金は、工業用純チタン、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖエリー、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−３Ａｌ−０．２Ｓｉ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、及びＴｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒのうちの一種である、請求項１の方法。
【請求項７】
前記チタン基合金は、工業用純チタン、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−（５．５〜７）Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．１Ｓｉ、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−（３．５〜５）Ａｌ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−（５．５〜７）Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−（３．５〜５）Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−４Ｖエリー、Ｔｉ−（６．５〜８）Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−２．７Ｎｂ−（３．５〜５）Ａｌ−０．２Ｓｉ、Ｔｉ−（３．５〜５）Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、又はＴｉ−（５．５〜７）Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒの一種である、請求項１の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの溶接部の上に重ねて固定された第２の溶接部を形成するステップをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの溶接部の上に重ねて複数の溶接部を形成し、全体が溶接部からなる要素を形成することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの溶接部は、航空機の構成要素に適用される、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記航空機の構成要素は、フォーマ、隔壁、小骨、桁、パイロン、ナセル、エンジンケーシング、ベーン、排気ノズル、排気プラグ、及び熱シールドのうちの１つである、請求項１０の方法。
【請求項１２】
第１のチタン基合金パーツと第２のチタン基合金パーツを準備するステップをさらに含み、
前記少なくとも１つの溶接部は、前記第１のチタン基合金パーツと前記第２のチタン基合金パーツとの間に形成され、前記第１のチタン基合金パーツと前記第２のチタン基合金パーツが固定される、請求項１の方法。
【請求項１３】
前記第１のチタン基合金パーツと前記第２のチタン基合金パーツの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの溶接部を形成する前に鋳放し状態にある、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記第１のチタン基合金パーツと前記第２のチタン基合金パーツの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの溶接部を形成する前に熱間加工されている、請求項１２の方法。
【外国語明細書】
2019193947000001.pdf