(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム材料、ニオブ材料およびチタン材料よりなる、酸素を合計で０．５質量％以上含有する合金材料を用いて作製した、Ａｌを５０〜７５質量％、Ｎｂを５〜３０質量％、且つ、ＡｌとＮｂの合計量で８０質量％以下を含有するＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を、１９００Ｋ以上の温度、１．３３Ｐａ〜２．６７×１０5Ｐａの不活性ガス雰囲気下で、水冷銅容器を用いた溶解法によって溶解し、保持することにより、酸素含有量を低下させることを特徴とするＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法。
【請求項２】
前記水冷銅容器を用いた溶解法による前記Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の溶解中に、ＣａＯ単体のフラックス、または酸化カルシウムにフッ化カルシウムを０質量％超９５質量％以下配合したＣａＯ−ＣａＦ2フラックスを添加する請求項１に記載のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法。
【請求項３】
前記水冷銅容器を用いた溶解法は、アーク溶解法、プラズマアーク溶解法、誘導溶解法の何れかである請求項１または２に記載のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム材料、ニオブ材料およびチタン材料よりなる、酸素を合計で０．５質量％以上含有する合金材料を用いて作製したＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金から酸素を除去するＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、航空機や自動車向けの金属素材としてＴｉ−Ａｌ系合金の需要が高まりつつある。その中でもＴｉ−Ａｌに更にＮｂを添加し、耐酸化性をより向上させたＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金の需要は特に高まりつつある。このような活性金属のチタンを主成分とするＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金等のチタン合金を製造する際には、溶解中の酸素による汚染を防ぐことが不可欠であり、従来から真空アーク溶解法（ＶＡＲ）、電子ビーム溶解法（ＥＢ）、プラズマアーク溶解法（ＰＡＭ）、真空誘導溶解法（ＶＩＭ）、水冷銅式誘導溶解法（ＣＣＩＭ）などの溶解法が採用されてきた。
【０００３】
上記した溶解法の中でも、ＶＡＲ、ＥＢ、ＶＩＭといった溶解法は真空雰囲気下で合金の溶解を行う溶解法であり、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金の溶解に、このような溶解法を採用した場合、合金元素であるＡｌやＮｂだけではなく、Ｔｉについても溶解中に揮発してしまいロスを生じることになる。つまり、工業プロセスにおいて、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金を目標の組成に制御することは極めて困難であり、その結果、製造コストの増加を招くことにもつながっているのが現状である。
【０００４】
また、酸素含有量が少ないＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金を溶製するためには、酸素含有量が少ない高品位なニオブ材料やチタン材料を用いてＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金を製造することが有効であるが、高品位なニオブ材料は、高価格であり、特に近年は高騰する傾向にあるため、酸素含有量は多いが価格が安い低級ニオブ、酸化ニオブ鉱石（Ｎｂ２Ｏ５）、スクラップ原料などの比較的低品位なニオブ材料を用いてＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ合金を製造したいというニーズが日々高まっている。また、高品位なチタン材料も価格が高く、ニオブ材料同様にスクラップ原料など低品位なチタン材料を使用したいとのニーズも高まっている。
【０００５】
Ｔｉは活性金属であり、溶解する雰囲気中に存在する酸素との結合力が極めて強いため、溶解中に外部から取り込まれる酸素を低減し、いかに汚染を防ぐかという対策が従来からなされていた。しかし、一度Ｔｉ中に溶存した酸素を除去することは容易ではなく、その取り組み自体が少ないのが現状であるが、先行技術としては以下に示すような提案がある。
【０００６】
特許文献１には、酸化カルシウム製の坩堝中で、アルミニウム化チタン合金と、メルト中への酸素の取り込みを低減するのに有効な量のニオブ等の金属とからなる装入材料を融解させる段階から成る、γアルミニウム化チタン合金を融解させる方法が記載されているが、単にＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金の溶解方法が記載されているだけで、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金の脱酸方法に関する技術は記載ばかりか示唆すらされていない。また、ニオブ原料も純度９９．９％以上の高純度品が使用されており、溶解後のＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金の酸素濃度も脱酸が必要ない濃度となっている。
【０００７】
また、特許文献２には、Ｔｉ−Ａｌ系合金を石灰坩堝の中で真空或いは不活性雰囲気中で溶解し、この溶融Ｔｉ−Ａｌ系合金にＣａ或いはＣａ含有合金を添加して、脱酸処理を行うＴｉ−Ａｌ系合金の製造方法が記載されている。この特許文献２には、確かにＴｉ−Ａｌ系合金の脱酸方法に関する技術が記載されているものの、酸素含有量が高いニオブ材料を用いることばかりか、ニオブ材料を用いることすら記載されておらず、また、示唆すらされていない。
【０００８】
特許文献３には、Ｔｉ−Ａｌを主成分とする合金系の溶製において、Ｃａで脱酸し、過剰のＣａを蒸発除去することおよび無汚染均一溶解によって、高純度の低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金を製造する方法が記載されている。しかしながら、この特許文献３にも、ニオブ材料を用いることすら記載されておらず、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金の脱酸方法については記載も示唆もされていない。また、特許文献３に記載された技術によれば、Ｃａ添加溶解、並びにＣａ除去および均質化のための溶解の２工程を要すると共に、残留Ｃａの完全な排除ができないため、製造コスト時間の増大と共に、残留Ｃａによる各種特性の変化すら懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１９５１０２号公報
【特許文献２】特開平４−１２０２２５号公報
【特許文献３】特開平５−１５４６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解決せんとしてなされたもので、酸素含有量が高い低品位なニオブ材料を用いて、目標の組成でしかも酸素含有量が少ないＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金を得るにあたり、まずはＡｌを主成分とする酸素含有量の少ないＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を製造することに着目し、高真空雰囲気としなくても容易に製造することができるＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法は、アルミニウム材料、ニオブ材料およびチタン材料よりなる、酸素を合計で０．５質量％以上含有する合金材料を用いて作製した、Ａｌを５０〜７５質量％、Ｎｂを５〜３０質量％、且つ、ＡｌとＮｂの合計量で８０質量％以下を含有するＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を、１９００Ｋ以上の温度、１．３３Ｐａ〜２．６７×１０５Ｐａの雰囲気下で、水冷銅容器を用いた溶解法によって溶解し、保持することにより、酸素含有量を低下させることを特徴とする。
【００１２】
更に、前記水冷銅容器を用いた溶解法による前記Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の溶解中に、酸化カルシウムにフッ化カルシウムを０〜９５質量％配合したＣａＯ−ＣａＦ２フラックスを添加することが好ましい。
【００１３】
また、前記水冷銅容器を用いた溶解法は、アーク溶解法、プラズマアーク溶解法、誘導溶解法の何れかであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法によると、融体中のＡｌの含有量を５０〜７５質量％と高濃度とすることで、酸素含有量が高い低品位で廉価なニオブ材料を用いて、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉが溶解中に揮発ロスすることが殆どなく、目標の組成で、しかも酸素含有量が少ないＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を、高真空雰囲気としなくても容易に製造することができる。そして、上記酸素含有量が少ないＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を酸素含有量が少ないＴｉと適量混合することで、比較的低コストで、所望のＴｉを主成分とするＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ系合金を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中のＡｌ含有量と溶解前後の酸素含有量の関係を示すグラフ図である。
【図２】Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中のＡｌ含有量と溶解前後の酸素含有量の関係を示す図１の四角で囲んだ部位を拡大したグラフ図である。
【図３】Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中のＡｌ含有量と溶解前後の酸素含有量の関係をフラックス添加の有無を含めて示すグラフ図である。
【図４】Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中のＡｌ含有量と溶解前後の酸素含有量の関係を示す図３の四角で囲んだ部位を拡大したグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、前記した酸素含有量が高い低品位なニオブ材料を用いて、目標の組成でしかも酸素含有量が少ないＴｉ-Ａｌ−Ｎｂ系合金（活性金属のチタンを主成分とするＴｉ-Ａｌ−Ｎｂ系合金）を得るため、鋭意検討を行ってきた。
【００１７】
その結果、予め所望の組成、すなわちチタンを主成分とする合金組成に制御しつつ、並行して酸素含有量を低減させることは技術的・コスト的に難しい一方、その工程を分割し、酸素含有量が少なく、且つアルミを主成分とするＡｌ-Ｎｂ-Ｔｉ合金を作製した後、当該酸素含有量の少ないＡｌ-Ｎｂ-Ｔｉ合金と通常の製法で得られる酸素含有量の少ない純Ｔｉを適量混合するようにすれば、比較的容易且つ低コストで所望の組成のチタンを主成分とするＴｉ-Ａｌ−Ｎｂ系合金を得ることができるのではないかとの考えに至った。
【００１８】
そして、本発明者らは、合金中に高濃度のＡｌを含有する組成範囲において固溶し得る酸素濃度（固溶限）が低下することを見出し、低級ニオブ、酸化ニオブ鉱石（ＮｂＯＸ）、スクラップ原料などの酸素を多く含有する低品位なニオブ材料やチタン材料を用いて、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉが揮発ロスすることなく目標の組成で、しかも酸素含有量が少ないＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を、高真空雰囲気としなくても容易に製造できる方法を見出すため、鋭意検討を行った。
【００１９】
すなわち、融体中のＡｌの含有量を５０〜７５質量％と高くすることで、低品位なニオブ材料やチタン材料を用いて作製したＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金であっても、高真空雰囲気としなくても水冷銅容器を用いた溶解で脱酸反応が進行し、また、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉの揮発ロスが殆どなく目標の組成の低酸素Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を容易に製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００２０】
また、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を溶解する前或いは溶解中に、チタン中で溶存しない特定の成分組成のＣａＯ−ＣａＦ２フラックスを脱酸反応促進剤として添加することで、その脱酸反応はより確実に進行することも併せて見出した。
【００２１】
以下、本発明を実施形態に基づいて更に詳細に説明する。
【００２２】
本発明のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法は、アルミニウム材料、ニオブ材料およびチタン材料よりなる、酸素を合計で０．５質量％以上含有する合金材料を用いて作製した、Ａｌを５０〜７５質量％、Ｎｂを５〜３０質量％、且つ、ＡｌとＮｂの合計量で８０質量％以下を含有するＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を、１９００Ｋ以上の温度、１．３３Ｐａ〜２．６７×１０５Ｐａの雰囲気下で、水冷銅容器を用いたアーク溶解法、プラズマアーク溶解法、誘導溶解法などの溶解法によって溶解し、保持することにより、酸素含有量を低下させる方法であって、前記ニオブ材料としては、低品位な、低級ニオブ、酸化ニオブ鉱石（ＮｂＯｘ）、スクラップ原料などを、前記チタン材料としては、酸化チタン（ＴｉＯＸ）やスクラップ原料などを用いることができる。
【００２３】
Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の作製に、低品位な、低級ニオブ、酸化ニオブ鉱石（ＮｂＯｘ）、スクラップ原料などの酸素含有量が多いニオブ材料を用いる理由は、これらニオブ材料が、高品位な原料に比べて、廉価であり調達し易いからである。また、アルミニウム材料、ニオブ材料およびチタン材料よりなる合金材料の酸素の合計含有量を０．５質量％以上としたのは、合金材料中の酸素の合計含有量が０．５質量％未満であれば、酸素の含有量は僅かであり、希釈化や簡易的な精錬を実施することで低酸素Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を容易に得ることができるからである。尚、本発明では、酸素の含有量の上限は規定しないが、前記合金材料に実際に含有される酸素の合計含有量の上限は、３０．０質量％程度であると考えられる。
【００２４】
また、前記アルミニウム材料、ニオブ材料およびチタン材料よりなる合金材料を用いて作製したＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金のＡｌ含有量を５０〜７５質量％、Ｎｂ含有量を５〜３０質量％、且つ、ＡｌとＮｂの合計量で８０質量％以下とした理由は、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中のＡｌ含有量が５０質量％以上、Ｎｂの含有量が５質量％以上であれば、高真空雰囲気下ではなくて、１．３３Ｐａ〜２．６７×１０５Ｐａの雰囲気下であっても、水冷銅容器を用いたアーク溶解法、プラズマアーク溶解法、誘導溶解法などの溶解法によって、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸反応が進行するからである。また、溶解中の圧力を１．３３Ｐａ〜２．６７×１０５Ｐａとした理由は、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉの揮発ロスがなく、且つ、溶湯の飛散による歩留り低下を防止できるのが、この範囲の圧力であるからである。
【００２５】
この脱酸反応は、酸素固溶量の少ない高Ａｌ含有領域においてのみ発現する現象であり、Ａｌ含有量が高くなる程、酸素固溶限が少なくなることは、以下のＴｉ−Ａｌ−Ｏ３元系状態図に示唆されている（Ｘ．Ｌ．Ｌｉ，Ｒ．Ｈｉｌｌｅｌ，Ｆ．Ｔｅｙｓｓａｎｄｉｅｒ，Ｓ．Ｋ．Ｃｈｏｉ，ａｎｄ  Ｆ．Ｊ．Ｊ．Ｖａｎ  Ｌｏｏ，Ａｃｔａ  Ｍｅｔａｌｌ．Ｍａｔｅｒ．４０［１１］３１４７−３１５７（１９９２））。また、この脱酸反応は、液相において発現する現象でもあり、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の場合は、合金融体中のＡｌ活量が高くなると脱酸反応がより顕著に進行する。Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金のＡｌ含有量が５０〜７５質量％、Ｎｂの含有量が５〜３０質量％、且つ、ＡｌとＮｂの合計量で８０質量％以下であれば、概ね１９００Ｋ以上の温度で、脱酸反応が進行する。
【００２６】
また、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金のＡｌ含有量の上限を７５質量％、Ｎｂ含有量の上限を３０質量％、且つ、ＡｌとＮｂの合計量で８０質量％以下とした理由は、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金はＮｂおよびＴｉ以外の他の合金元素や酸素などの不純物も含有するので、ＡｌおよびＮｂの含有量が多くなり過ぎるとＴｉの割合が少なくなりＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金ということができなくなるからである。
【００２７】
また、本発明のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸方法は、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉの揮発ロスが殆どなく、酸素含有量を低下させる方法であると説明したが、揮発ロスが殆どないとは、溶解前後でのＡｌ含有量の差が１．０質量％以下、Ｎｂ含有量の差が０．５質量％以下であることを指す。
【００２８】
また、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸を行うにあたり、脱酸反応促進剤として、ＣａＯ単体のフラックス、または酸化カルシウムにフッ化カルシウムを０質量％超９５質量％以下配合したＣａＯ−ＣａＦ２フラックスを添加することで脱酸反応がより促進される。
【００２９】
また、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中に固溶しない、ＣａＯ単体のフラックス、または酸化カルシウムにフッ化カルシウムを０質量％超９５質量％以下配合したＣａＯ−ＣａＦ２フラックスを添加することにより、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金溶解時に生成した脱酸生成物のＡｌ２Ｏ３がＣａＯと化合物を生成またはＣａＯ−ＣａＦ２中に溶解してＡｌ２Ｏ３活量が低下し、更に脱酸反応が促進される。
【００３０】
前記脱酸反応が進行するためには、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中に存在しているＡｌ２Ｏ３と添加フラックスが接触する必要があると考えられる。Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の比重は、高比重のＮｂが添加されているため、Ｔｉ−Ａｌ２元系合金の比重よりも大きくなり、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金と、Ａｌ２Ｏ３および添加フラックスの分離が促進され、結果的に、Ａｌ２Ｏ３とフラックスが接触しやすくなると推測される。
【００３１】
また、フッ化カルシウムが０質量％の場合、つまりＣａＯ単体のフラックスは高融点であり、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の融点程度の温度では溶融しないが、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中に存在しているＡｌ２Ｏ３と接触すると低融点のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系化合物を生成し、Ａｌ２Ｏ３活量を低下させ、更なる脱酸促進が可能であるため、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の融点以上のフラックスであるが使用可能である。
【００３２】
一方、フッ化カルシウムの配合量が９５質量％を超えると、フッ素による汚染が発生する。よって、本発明では、ＣａＯ単体のフラックス、または酸化カルシウムにフッ化カルシウムを０質量％超９５質量％以下配合したＣａＯ−ＣａＦ２フラックスを採用する。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３４】
（Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中のＡｌ含有量と溶解前後の酸素含有量の関係）
アルミニウム材料、ニオブ材料およびチタン材料（酸化チタンまたは金属チタン）からなる合金材料を用いて、酸素含有量が４〜３０質量％の合金元素の含有量が様々なＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を作製した。作製したＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金系合金の脱酸を、水冷銅容器を用いた１００ｋＷプラズマアーク炉で溶解し、その後保持することにより実施した。尚、プラズマガスはＡｒのみを使用し、溶解中の圧力は１．２０×１０５Ｐａとした。
【００３５】
Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金のＡｌ含有量が溶解による脱酸反応に与える影響を調べるため、Ａｌ含有量が３０質量％、４５質量％、６０質量％のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金をそれぞれ用いて作製したサンプルとした。Ａｌ含有量が３０質量％、６０質量％のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を用いたサンプルについては、チタン材料として酸化チタンと金属チタンを用いたサンプルを両方準備したが、Ａｌ含有量が４５質量％のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を用いたサンプルについては、チタン材料として酸化チタンを用いたサンプルのみを準備した。図１，２には、酸化チタンを用いたサンプルは●印で、金属チタンを用いたサンブルは■印で、それぞれ表す。尚、これらＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金のＮｂ含有量は、表１に示すように１０〜２０質量％の範囲である。
【００３６】
Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中のＡｌ濃度（Ａｌ含有量）と溶解前後の酸素濃度（酸素含有量）の関係を図１，２に示す。矢印の上側（基端側）が溶解前、下側（先端側）が溶解後を示す。尚、図１，２では、Ａｌ含有量が３０質量％、６０質量％のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を用いたサンプルについては、●印と■印を見やすいよう左右に多少ずらせてプロットしている。
【００３７】
Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金については、概ね０．１質量％以下の酸素含有量が求められているが、図１，２によると、Ａｌ含有量が３０質量％および４５質量％のサンプルの溶解後の酸素含有量は、全て０．１質量％以下になっておらず、酸素含有量が０．１質量％以下という条件を満たしていない。一方、Ａｌ含有量が６０質量％のサンプルの溶解後の酸素含有量は、チタン材料として金属チタンを用いた場合は勿論、酸化チタンを用いた場合も、０．１質量％以下になっており、酸素含有量が０．１質量％以下という条件を満たしている。
【００３８】
Ａｌ脱酸はチタン合金中のＡｌ活量に支配されており、Ａｌ活量はＡｌ含有量と対数的な相関関係があるとされている。溶解後の酸素含有量とＡｌ含有量の関係は、Ｍ．Ｍａｅｄａ  ｅｔ  ａｌ．Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ａ２３９−２４０（１９９７）２７６−２８０によると、図１に示す破線のような関係になると想定される。この破線を基に推定すると、Ａｌ含有量５０質量％を境に、酸素含有量が０．１質量％以下となると考えられる。
【００３９】
（溶解前の配合合金濃度と溶解後の合金濃度の関係）
また、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の溶解（脱酸）前の配合合金濃度と、溶解（脱酸）後の合金濃度の関係についても併せて調査した。表１に、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の溶解前のＡｌおよびＮｂの含有量と、溶解後のＡｌおよびＮｂの含有量の関係を示す。尚、Ｎｏ．の末尾に「ａ」を記載したものは、チタン材料として酸化チタンを用いたものを、Ｎｏ．の末尾に「ｂ」を記載したものは、チタン材料として金属チタンを用いたものを、それぞれ示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
Ａｌ含有量が３０質量％のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の場合は、Ａｌが２．０〜２．２質量％、Ｎｂが０．８〜１．４質量％となっており、溶解後は目標とする組成から乖離していた。また、Ａｌ含有量が４５質量％のＴＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の場合は、Ａｌが０．８質量％、Ｎｂが０．４質量％となっており、溶解後は目標とする組成からの乖離は小さいものの、これらはＡｌの含有量が少ないため、前記の通り、酸素含有量が０．１質量％以下になっていない。
【００４２】
これに対し、Ａｌ含有量が６０質量％のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の場合は、溶解後は、Ａｌが０．４〜０．７質量％、Ｎｂが０．２〜０．３質量％の乖離に止まっている。この結果は、Ａｌ含有量が６０質量％のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の場合は、Ａｌの含有量が、全ての酸化Ｎｂが還元できるだけの十分な含有量であったことを示している。
【００４３】
・フラックスを添加した実施例
（Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金中のＡｌ含有量と溶解前後の酸素含有量の関係）
アルミニウム材料、ニオブ材料（酸化ニオブ）、チタン材料からなる合金材料を用いて、表２に示す合金元素の含有量が異なる２種のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を作製した。作製した２種のＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金を水冷銅容器を用いた１０ｋＷプラズマアーク炉で溶解し、脱酸反応促進剤としてフラックスをそれぞれ添加し、その後保持することにより、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の脱酸を実施した。尚、プラズマガスはＡｒのみを使用し、溶解中の圧力は１．２０×１０５Ｐａとした。
【００４４】
添加したフラックスは、酸化カルシウムにフッ化カルシウムを８０質量％配合したＣａＯ−ＣａＦ２フラックスと、フッ化カルシウムを配合しないＣａＯ単体のフラックスのそれぞれ２種である。
【００４５】
Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金の溶解後のＡｌ濃度（Ａｌ含有量）と酸素濃度（酸素含有量）の関係を図３，４および表２に示す。尚、図３，４にはフラックスを添加しない実施例についても併せて表示している。
【００４６】
前記したように、Ａｌ−Ｎｂ−Ｔｉ系合金については、概ね０．１質量％以下の酸素含有量が求められている。フラックスを添加しないＮｏ．１のサンプルでもＡｌ含有量が６０質量％であるため、溶解後の酸素含有量は０．０７６質量％で、酸素含有量が０．１質量％以下という条件を満たしているが、ＣａＯ単体のフラックスを添加したＮｏ．４のサンプルでは、溶解後の酸素含有量は０．０３６質量％、酸化カルシウムにフッ化カルシウムを８０質量％配合したＣａＯ−ＣａＦ２フラックスを添加したＮｏ．５のサンプルでは、溶解後の酸素含有量は０．０１８質量％と、更に脱酸が促進されていることが分かる。
【００４７】
【表２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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