【手続補正書】
【提出日】平成26年7月24日(2014.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図２（ｅ）に示すように、本開示による多軸鍛造２６の実施形態の態様は、ワークピース２４を断熱加熱して、またはワークピースの内部領域を少なくとも断熱加熱して、ワークピース２４を塑性変形するのに十分であるラム速度およびひずみ速度を用いて、ワークピース２４の第３直交軸５８の方向（Ｃ）にワークピース鍛造温度でワークピース２４をプレス鍛造すること（ステップ５６）を含む。非限定的な実施形態において、プレス鍛造５６の間、ワークピース２４を高さまたは別の寸法が２０％〜５０％低減する塑性変形となるまで変形する。別の非限定的な実施形態において、プレス鍛造（５６）の間、チタン合金ワークピース２４を高さまたは別の寸法が３０％〜４０％低減する塑性変形となるまで塑性変形する。非限定的な実施形態において、ワークピース２４を、第１プレス鍛造ステップ（２８）において用いたときと同じスペーサ高さまで第３直交軸５８の方向にプレス鍛造する（５６）ことができる。本開示による別の非限定的な実施形態において、ワークピース２４の内部領域（図示せず）を、第１プレス鍛造ステップ（２８）における場合と同じ温度まで、プレス鍛造ステップ（５６）の間、断熱加熱する。他の非限定的な実施形態、プレス鍛造（５６）に用いる高いひずみ速度は、第１プレス鍛造ステップ（２８）に関して開示されているように、同じひずみ速度範囲にある。
【手続補正２】
【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】
チタンおよびチタン合金から選択される金属材料を含むワークピースの粒径を微細化する方法であって：
金属材料のα＋β相領域内のワークピース鍛造温度までワークピースを加熱することと；
ワークピースを多軸鍛造することと
を含み、多軸鍛造が：
ワークピースの内部領域を断熱加熱するのに十分なひずみ速度で、ワークピースの第１直交軸の方向にワークピース鍛造温度でワークピースをプレス鍛造することと、
ワークピース鍛造温度までワークピースの外側表面領域を加熱しながら、ワークピースの断熱加熱された内部領域をワークピース鍛造温度まで冷却させることと、
ワークピースの内部領域を断熱加熱するのに十分であるひずみ速度で、ワークピースの第２直交軸の方向にワークピース鍛造温度でワークピースをプレス鍛造することと、
ワークピース鍛造温度までワークピースの外側表面領域を加熱しながら、ワークピースの断熱加熱された内部領域をワークピース鍛造温度まで冷却させることと、
ワークピースの内部領域を断熱加熱するのに十分であるひずみ速度で、ワークピースの第３直交軸の方向にワークピース鍛造温度でワークピースをプレス鍛造することと、
ワークピース鍛造温度までワークピースの外側表面領域を加熱しながら、ワークピースの断熱加熱された内部領域をワークピース鍛造温度まで冷却させることと、
ワークピースの少なくともある領域において少なくとも３．５の真のひずみが達成されるまで、前記プレス鍛造および冷却させるステップの少なくとも１つを繰り返すこととを含む、方法。
【請求項２】
プレス鍛造の間に用いられるひずみ速度が、０．２／秒〜０．８／秒の範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ワークピースがαチタン合金、α＋βチタン合金、準安定βチタン合金、およびβチタン合金からなる群から選択されるチタン合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ワークピースが、α＋βチタン合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ワークピースが、ＡＳＴＭグレード５、６、１２、１９、２０、２１、２３、２４、２５、２９、３２、３５、３６、および３８チタン合金から選択されるチタン合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
金属材料のα＋β相領域内のワークピース鍛造温度までワークピースを加熱することが：
ワークピースを金属材料のβ浸漬温度まで加熱することと；
ワークピースにおいて１００％のβ相微細構造を形成するのに十分なβ浸漬時間の間、ワークピースをβ浸漬温度において保持することと；
ワークピースをワークピース鍛造温度まで冷却することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
β浸漬温度が、金属材料のβトランザス温度から金属材料のβトランザス温度を３００°Ｆ（１１１℃）を超えるまでの温度範囲（両端を含む）にある、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
β浸漬時間が、５分〜２４時間である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ワークピースをワークピース鍛造温度まで冷却する前に、金属材料のβ相領域における塑性変形温度でワークピースを塑性変形することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
金属材料のβ相領域における塑性変形温度でワークピースを塑性変形することが、ワークピースの引き抜き、据え込み鍛造、および高ひずみ速度多軸鍛造のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
塑性変形温度が、金属材料のβトランザス温度から金属材料のβトランザス温度を最大で３００°Ｆ（１１１℃）を超えるまでの塑性変形温度範囲（両端を含む）にある、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
ワークピースを塑性変形することが、高ひずみ速度多軸鍛造を含み、ワークピースをワークピース鍛造温度まで冷却することが、ワークピースが金属材料のα＋β相領域におけるワークピース鍛造温度まで冷えるに従って、ワークピースを高ひずみ速度多軸鍛造することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
ワークピースを塑性変形することが、ワークピースを０．１〜０．５の範囲（両端を含む）のβ据え込みひずみまで据え込み鍛造することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
ワークピース鍛造温度が、金属材料のβトランザス温度より１００°Ｆ（５５．６℃）低い温度から金属材料のβトランザス温度より７００°Ｆ（３８８．９℃）低い温度までの範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
ワークピースの断熱加熱された内部領域が、５秒〜１２０秒の範囲（両端を含む）の内部領域冷却時間の間冷却される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ワークピースにおいて４．７の真のひずみが達成されるまで、請求項１に列挙したプレス鍛造および冷却させるステップのうちの１つ以上のステップを繰り返すことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ワークピースの外側表面を加熱することが、火炎加熱、箱型炉加熱、誘導加熱、および放射加熱のうちの１つ以上を用いた加熱を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ワークピースをプレス鍛造するのに用いられる鍛造型を、ワークピース鍛造温度からワークピース鍛造温度より１００°Ｆ（５５．６℃）低い温度の範囲（両端を含む）の温度に加熱することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
繰り返しが、請求項１に列挙したプレス鍛造および冷却させるステップを少なくとも４回繰り返すことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
３．７の真のひずみが達成された後、ワークピースが、４μｍ〜６μｍの範囲（両端を含む）の平均α粒子粒径を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
４．７の真のひずみが達成された後、ワークピースが、４μｍの平均α粒子粒径を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
完了時に、α粒子粒が等軸である、請求項２０および２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
さらに：
金属材料のα＋β相領域における第２ワークピース鍛造温度までワークピースを冷却することと；
ワークピースの内部領域を断熱加熱するのに十分なひずみ速度で、ワークピースの第１直交軸の方向に第２ワークピース鍛造温度でワークピースをプレス鍛造することと；
第２ワークピース鍛造温度までワークピースの外側表面領域を加熱しながら、ワークピースの断熱加熱された内部領域を第２ワークピース鍛造温度まで冷却させることと；
ワークピースの内部領域を断熱加熱するのに十分であるひずみ速度で、ワークピースの第２直交軸の方向に第２ワークピース鍛造温度でワークピースをプレス鍛造することと；
ワークピースの外側表面領域を第２ワークピース鍛造温度まで加熱しながら、ワークピースの断熱加熱された内部領域を第２ワークピース鍛造温度まで冷却させることと；
ワークピースの内部領域を断熱加熱するのに十分であるひずみ速度で、ワークピースの第３直交軸の方向に第２ワークピース鍛造温度でワークピースをプレス鍛造することと；
第２ワークピース鍛造温度までワークピースの外側表面領域を加熱しながら、ワークピースの断熱加熱された内部領域を第２ワークピース鍛造温度まで冷却させることと；
ワークピースの少なくともある領域において少なくとも１０の真のひずみが達成されるまで、前記プレス鍛造および冷却させるステップのうちの１つ以上を繰り返すこととを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
チタンおよびチタン合金から選択される金属材料を含むワークピースにおいて粒径を微細化する方法であって：
金属材料のα＋β相領域内のワークピース鍛造温度範囲内のワークピース鍛造温度まで、円筒形様形状および開始断面寸法を含むワークピースを加熱することと；
ワークピース鍛造温度範囲内でワークピースを据え込み鍛造することと；
ワークピース鍛造温度範囲内でワークピースを複数回引き抜き鍛造することと；
を含み、
複数回の引き抜き鍛造が、ワークピースを回転方向に増分的に回転させ、続いて、引き抜き鍛造することを含み；
増分的回転および引き抜き鍛造が、ワークピースが開始断面寸法を含むまで繰り返される、方法。
【請求項２５】
据え込み鍛造および引き抜き鍛造において用いられるひずみ速度が、０．００１／秒〜０．０２／秒の範囲（両端を含む）にある、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
ワークピースが、円筒形状ワークピースを含み、増分的回転および引き抜き鍛造が、１５°の増分で円筒形状ワークピースを回転させ、続いて、円筒形状ワークピースが３６０°を通して回転するまで、各回転後に引き抜き鍛造することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
ワークピースが、正八角形状ワークピースを含み、増分的回転および引き抜き鍛造が、該八角形状ワークピースを４５°回転させ、続いて、正八角形状ワークピースが３６０°を通して回転するまで、各回転後に引き抜き鍛造することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
チタン合金ワークピースを据え込み鍛造した後に、ワークピース鍛造温度までワークピースを加熱することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも１つの鍛造ステップの後に、ワークピース鍛造温度までワークピースを加熱することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
ワークピースが、αチタン合金、α＋βチタン合金、準安定βチタン合金、およびβチタン合金からなる群から選択されるチタン合金を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
ワークピースが、α＋βチタン合金を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
ワークピースが、ＡＳＴＭグレード５、６、１２、１９、２０、２１、２３、２４、２５、２９、３２、３５、３６、および３８チタン合金のうちの１つを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
さらに：
β浸漬温度までワークピースを加熱すること；
ワークピースにおいて１００％のβ相微細構造を形成するのに十分なβ浸漬時間の間、ワークピースをβ浸漬温度において保持することと；
金属材料のα＋β相領域内のワークピース鍛造温度範囲内のワークピース鍛造温度までワークピースを加熱する前に、ワークピースを室温まで冷却することと
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３４】
β浸漬温度が、金属材料のβトランザス温度から金属材料のβトランザス温度を３００°Ｆ（１１１℃）を超えるまでの温度範囲（両端を含む）にある、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
β浸漬時間が、５分〜２４時間である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
ワークピースを室温まで冷却する前に、金属材料のβ相領域における塑性変形温度でワークピースを塑性変形することをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
ワークピースを塑性変形することが、ワークピースの引き抜き、据え込み鍛造、および高ひずみ速度多軸鍛造のうちの少なくとも１つを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
塑性変形温度が、金属材料のβトランザス温度から金属材料のβトランザス温度を３００°Ｆ（１１１℃）を超えるまでの塑性変形温度範囲（両端を含む）にある、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
ワークピースを塑性変形することが、複数の据え込みおよび引き抜き鍛造を含み、ワークピースをワークピース鍛造温度まで冷却することが、ワークピースを空冷することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
ワークピース鍛造温度が、金属材料のβトランザス温度より１００°Ｆ（５５．６℃）低い温度から金属材料のβトランザス温度より７００°Ｆ（３８８．９℃）低い温度までのワークピース鍛造温度範囲（両端を含む）にある、請求項２４に記載の方法。
【請求項４１】
チタン合金ワークピースにおいて少なくとも１０の真のひずみが達成されるまで、加熱、据え込み鍛造、および複数回の引き抜き鍛造ステップを繰り返すことをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項４２】
完了時に、金属材料微細構造が、超微細粒径のα粒子を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
ワークピースを鍛造するのに用いた鍛造型を、ワークピース鍛造温度からワークピース鍛造温度より１００°Ｆ（５５．６℃）低い温度の範囲（両端を含む）の温度まで加熱することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項４４】
さらに：
金属材料のα＋β相領域における第２ワークピース温度までワークピースを冷却することと；
第２ワークピース鍛造温度でワークピースを据え込み鍛造することと；
第２ワークピース鍛造温度でワークピースを複数回引き抜き鍛造することにおいて、複数回の引き抜き鍛造が、ワークピースを回転方向に増分的に回転させ、続いて、各回転後に、チタン合金ワークピースを引き抜き鍛造することを含み；増分的回転および引き抜き鍛造が、ワークピースが開始断面寸法を含むまで繰り返されることと；
ワークピースにおいて少なくとも１０の真のひずみが達成されるまで、据え込み鍛造、および複数回の引き抜き鍛造ステップを繰り返すことと
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項４５】
据え込み鍛造および引き抜き鍛造において用いられるひずみ速度が、０．００１／秒〜０．０２／秒の範囲（両端を含む）にある、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
少なくとも１つの鍛造ステップ後に、ワークピース鍛造温度までワークピースを加熱して、実際のワークピース温度を最大でワークピース鍛造温度にすることをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
金属および金属合金から選択される金属材料を含むワークピースの等温多段階鍛造方法であって：
ワークピース鍛造温度までワークピースを加熱することと；
ワークピースの内部領域を断熱加熱するのに十分なひずみ速度で、ワークピース鍛造温度でワークピースを鍛造することと；
ワークピース鍛造温度までワークピースの外側表面領域を加熱しながら、ワークピースの内部領域をワークピース鍛造温度まで冷却させることと；
所望の特徴が得られるまで、ワークピースを鍛造するステップと金属合金の表面領域を加熱しながらワークピースの内部領域を冷却させるステップとを繰り返すことと
を含む方法。
【請求項４８】
鍛造が、プレス鍛造、据え込み鍛造、引き抜き鍛造、およびロール鍛造のうちの１つ以上を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
金属材料が、チタンおよびチタン合金、ジルコニウムおよびジルコニウム合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金、鉄および鉄合金、ならびに超合金からなる群から選択される、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
所望の特徴が、所望の付与ひずみ、所望の平均粒径、所望の形状、所望の機械的特性のうちの１つ以上を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
ワークピースが準安定βチタン合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５２】
プレス鍛造の間に用いられるひずみ速度が、少なくとも０．２／秒である、請求項１に記載の方法。