(57)【要約】【課題】引張り強度の向上を図れるチタン合金、チタン合金部材、およびチタン合金の製造方法を提供する。【解決手段】チタン合金中にＸ線回折によるα相のピーク強度Ｉαとβ相のピーク強度Ｉβの比（Ｉα／Ｉβ）が０．０３以上、０．４以下となるように、チタンのβ相中にチタンのα相が分散される。チタンのβ相に対するα相の割合を適切な範囲に保つことで、チタン合金が分散強化され、引張り強度の向上が図られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種類の金属元素を５質量％以上、５０質量％以下含有し、残部が実質的にＴｉからなり、
Ｘ線回折によるα相のピーク強度Ｉαとβ相のピーク強度Ｉβの比（Ｉα／Ｉβ）が０．０３以上、０．４以下であることを特徴とするチタン合金。
【請求項２】
前記α相のピーク強度Ｉαと前記β相のピーク強度Ｉβの比（Ｉα／Ｉβ）のバラツキの最大値が±１０％以内であることを特徴とする請求項１記載のチタン合金。
【請求項３】
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種類の金属元素Ｍを５質量％以上、５０質量％以下含有し、残部が実質的にＴｉからなり、
Ｘ線回折によるＴｉ４Ｍ相のピーク強度ＩｍとＴｉ−β相のピーク強度Ｉβの比（Ｉｍ／Ｉβ）が０．０３以上、０．４以下であることを特徴とするチタン合金。
【請求項４】
前記Ｔｉ４Ｍ相のピーク強度Ｉｍと前記Ｔｉ−β相のピーク強度Ｉβの比（Ｉｍ／Ｉβ）のバラツキの最大値が±１０％以内であることを特徴とする請求項４記載のチタン合金。
【請求項５】
引張強度が１２００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のチタン合金。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のチタン合金からなることを特徴とするチタン合金部材。
【請求項７】
前記チタン合金部材が、眼鏡部材、生体部材、装飾品、電子部材のいずれかであることを特徴とする請求項６記載のチタン合金部材。
【請求項８】
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種類の金属元素を５重量％以上、５０重量％以下含有し、残部が実質的にＴｉからなるチタン合金に、温度６００℃以上、９００℃以下の熱処理を施す熱処理工程と、
前記熱処理後のチタン合金を１℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却する冷却工程と、
を具備することを特徴とするチタン合金の製造方法。
【請求項９】
前記冷却工程において、チタンのα相が析出されることを特徴とする請求項８記載のチタン合金の製造方法。
【請求項１０】
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種類の金属元素を５重量％以上、５０重量％以下含有し、残部が実質的にＴｉからなるチタン合金に、温度６００℃以上、９００℃以下の熱処理を施す熱処理工程と、
前記熱処理後のチタン合金を０．１℃／ｓｅｃ以上、５０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却する冷却工程と、
を具備することを特徴とするチタン合金の製造方法。
【請求項１１】
前記冷却工程において、Ｔｉ４Ｍ相が析出されることを特徴とする請求項１０記載のチタン合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタン合金、チタン合金部材、およびチタン合金の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン合金として、α相とβ相の２相構造、あるいはβ相単層構造のものが開発され、引張り強度で１１００ＭＰａ程度が得られている。チタン合金は、眼鏡フレーム、生体部材（例えば、人工骨、歯科用の人工歯根）、装飾品など様々な部材に使用され、より高強度化が求められている。
なお、チタン合金のα相の異なる面からのＸ線回折強度の比を所定範囲に保つことで延性、特に絞り値の低下を抑制する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−７１６２１号公報、段落番号０００９参照。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、チタン合金は、母材のＴｉ等の高融点金属を含むため溶け残りによる偏析が生じ易い、また添加元素の比重差により濃度揺らぎ偏析が生じ易い、さらに活性金属を多く含むため、酸素、窒素、炭素などの濃度偏析が生じ易い。
このような偏析は、チタン合金の強度特性の不均一をもたらし、引張り強度低下の原因となる可能性がある。
上記に鑑み、本発明は引張り強度の向上を図れるチタン合金、チタン合金部材、およびチタン合金の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
Ａ．上記目的を達成するために、本発明に係るチタン合金は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種類の金属元素を５質量％以上、５０質量％以下含有し、残部が実質的にＴｉからなり、Ｘ線回折によるα相のピーク強度Ｉαとβ相のピーク強度Ｉβの比（Ｉα／Ｉβ）が０．０３以上、０．４以下であることを特徴とする。
【０００５】
チタン合金中にＸ線回折によるα相のピーク強度Ｉαとβ相のピーク強度Ｉβの比（Ｉα／Ｉβ）が０．０３以上、０．４以下となるように、チタンのβ相中にチタンのα相が分散される。チタンのβ相に対するα相の割合を適切な範囲に保つことで、チタン合金が分散強化され、引張り強度の向上が図られる。
α相のピークは（１０１）面のピーク、β相のピークは（１１０）面のピークをそれぞれ基準に、α相とβ相の割合を規定する。
【０００６】
（１）前記α相のピーク強度Ｉαと前記β相のピーク強度Ｉβの比（Ｉα／Ｉβ）のバラツキの最大値が±１０％以内であることが好ましい。
チタン合金中での引張り強度の均一性を確保し、引張りにより破壊され易い箇所が部分的に発生することを防止できる。
【０００７】
（２）チタン合金の引張強度が１２００ＭＰａ以上であることが好ましい。
ピーク強度比（Ｉα／Ｉβ）を適切な範囲に保つことで、引張強度が１２００ＭＰａ以上のチタン合金を得ることが容易になる。
【０００８】
（３）チタン合金からチタン合金部材を構成できる。
チタン合金の引張り強度の大きさを活用して種々の部材（例えば、眼鏡部材、生体部材、装飾品、電子部材）への適用を図れる。
【０００９】
Ｂ．本発明に係るチタン合金は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種類の金属元素Ｍを５質量％以上、５０質量％以下含有し、残部が実質的にＴｉからなり、Ｘ線回折によるＴｉ４Ｍ相のピーク強度ＩｍとＴｉ−β相のピーク強度Ｉβの比（Ｉｍ／Ｉβ）が０．０３以上、０．４以下であることを特徴とする。
【００１０】
チタン合金中にＸ線回折によるＴｉ４Ｍ相のピーク強度ＩｍとＴｉ−β相のピーク強度Ｉβの比（Ｉｍ／Ｉβ）が０．０３以上、０．４以下となるように、チタンのβ相中にＴｉ４Ｍ相が分散される。チタンのβ相に対するＴｉ４Ｍ相の割合を適切な範囲に保つことで、チタン合金が分散強化され、引張り強度の向上が図られる。
Ｔｉ４Ｍ相のピークは（０２０）面のピーク、Ｔｉ−β相のピークは（１１０）面のピークをそれぞれ基準に、Ｔｉ４Ｍ相とＴｉ−β相の割合を規定する。
【００１１】
（１）Ｔｉ４Ｍ相のピーク強度Ｉｍと前記Ｔｉ−β相のピーク強度Ｉβの比（Ｉｍ／Ｉβ）のバラツキの最大値が±１０％以内であることが好ましい。
チタン合金中での引張り強度の均一性を確保し、引張りにより破壊され易い箇所が部分的に発生することを防止できる。
【００１２】
（２）チタン合金の引張強度が１２００ＭＰａ以上であることが好ましい。
ピーク強度比（Ｉ１／Ｉβ）を適切な範囲に保つことで、引張強度が１２００ＭＰａ以上のチタン合金を得ることが容易になる。
【００１３】
（３）チタン合金からチタン合金部材を構成できる。
チタン合金の引張り強度の大きさを活用して種々の部材（例えば、眼鏡部材、生体部材、装飾品、電子部材）への適用を図れる。
【００１４】
Ｃ．本発明に係るチタン合金の製造方法は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種類の金属元素を５重量％以上、５０重量％以下含有し、残部が実質的にＴｉからなるチタン合金に、温度６００℃以上、９００℃以下の熱処理を施す熱処理工程と、前記熱処理後のチタン合金を１℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却する冷却工程と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
チタン合金を温度６００℃以上、９００℃以下の熱処理を施した後に、１℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却することで、チタン合金中にチタンのα相を析出させ、その分散強化を図ることができる。
【００１６】
Ｄ．本発明に係るチタン合金の製造方法は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種類の金属元素を５重量％以上、５０重量％以下含有し、残部が実質的にＴｉからなるチタン合金に、温度６００℃以上、９００℃以下の熱処理を施す熱処理工程と、前記熱処理後のチタン合金を０．１℃／ｓｅｃ以上、５０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却する冷却工程と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
チタン合金を温度６００℃以上、９００℃以下の熱処理を施した後に、０．１℃／ｓｅｃ以上、５０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却することで、チタン合金中にＴｉ４Ｍ相を析出させ、その分散強化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば引張り強度の向上を図れるチタン合金、チタン合金部材、およびチタン合金の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
Ａ．分散強化されたチタン合金
本発明の実施形態では、チタン合金を分散強化して、引張り強度の大きなチタン合金が容易に製造されるようにしている。この分散強化のために、チタン合金中にチタンα相またはＴｉ４Ｍのすくなくともいずれかが析出されるようにすると共に、その析出量が適正な範囲となるようにＸ線回折のピーク強度で規定している。
【００２０】
（１）α相の析出による分散強化
まず、チタン合金へのα相の析出による分散強化を説明する。
この場合には、Ｘ線回折によるα相のピークＩαとβ相のピークＩβの比（Ｉα／Ｉβ）を０．０３〜０．４とすることで、チタン合金がα相で分散強化される。このようにすることで、引張強度が１２００ＭＰａ以上のチタン合金を得ることが容易となる。
ピーク比（Ｉα／Ｉβ）のより好ましい範囲として、０．１〜０．４、さらに好ましい範囲として、０．２〜０．３を挙げることができる。このようにピーク比（Ｉα／Ｉβ）の範囲を規定することで、引張強度の大きなチタン合金がより確実に得られるようになる。
【００２１】
また組成および熱処理後の冷却速度を調整し、ピーク比（Ｉα／Ｉβ）のバラツキの最大値を±１０％以内とすることで引張り強度の均一性を保つことができる。
バラツキの最大値のより好ましい範囲として、±５％、±１％を挙げることができる。このようにすることで、引張り強度の均一性をより向上できる。
【００２２】
ここで、Ｘ線回折によるα相のピークＩαは（１０１）面のピーク、β相のピークＩβは（１１０）面のピークによって、それぞれ規定することとする。これらの面指数のピークは、α相、β相のピークとして最大であることが通例であり、対象の明確化のためである。
【００２３】
ピーク比（Ｉα／Ｉβ）のバラツキＡｉは、以下の式（１）で定義することができる。
Ａｉ＝｜（Ｉα／Ｉβ）ｉ−（Ｉα／Ｉβ）ａｖ｜／（Ｉα／Ｉβ）ａｖ・１００
……式（１）
ここで、
（Ｉα／Ｉβ）ｉ：測定点（ｉ＝１〜ｎ）それぞれでのピーク比（Ｉα／Ｉβ）
（Ｉα／Ｉβ）ａｖ：複数の測定点（ｉ＝１〜ｎ）のピーク比（Ｉα／Ｉβ）の平均値（（Ｉα／Ｉβ）ａｖ＝（（（Ｉα／Ｉβ）１＋…＋（Ｉα／Ｉβ）ｎ）／ｎ）
（（Ｉα／Ｉβ）ｉ−（Ｉα／Ｉβ）ａｖ）：平均値（Ｉα／Ｉβ）ａｖからの各測定点ｉのピーク比（Ｉα／Ｉβ）の偏差ηｉ
である。
【００２４】
ピーク比（Ｉα／Ｉβ）のバラツキＡｉの最大値Ａｍａｘは、このように複数の測定点でのバラツキＡｉの内の最大のものをいい、式（２）で表される。
Ａｍａｘ＝ＭＡＸ（Ａｉ）
＝ηｍａｘ／（Ｉα／Ｉβ）ａｖ                        ……式（２）
ここで、ηｍａｘ：最大偏差（偏差ηｉの最大値）である。
【００２５】
（２）Ｔｉ４Ｍ相の析出による分散強化
チタン合金へのＴｉ４Ｍ相の析出による分散強化を説明する。
この場合には、Ｘ線回折によるＴｉ４Ｍ相のピークＩｍとβ相のピークＩβの比（Ｉｍ／Ｉβ）を０．０３〜０．４とすることで、チタン合金がＴｉ４Ｍ相により分散強化される。このようにすることで、引張強度が１２００ＭＰａ以上のチタン合金を得ることが容易となる。
ピーク比（Ｉｍ／Ｉβ）のより好ましい範囲として、０．１〜０．４、さらに好ましい範囲として、０．２〜０．３を挙げることができる。このようにピーク比（Ｉｍ／Ｉβ）の範囲を規定することで、引張強度の大きなチタン合金がより確実に得られるようになる。
【００２６】
また組成および熱処理後の冷却速度を調整し、ピーク比（Ｉｍ／Ｉβ）のバラツキの最大値を±１０％以内とすることで強度特性の均一性を保つことができるようになった。
バラツキの最大値のより好ましい範囲として、±５％、±１％を挙げることができる。このようにすることで、引張り強度の均一性をより向上することができる。
【００２７】
ここで、Ｘ線回折によるＴｉ４Ｍ相のピークは（０２０）面のピーク、β相のピークＩβは（１１０）面のピークによって、それぞれ規定することとする。これらの面指数のピークは、Ｔｉ４Ｍ相、β相のピークとして最大であることが通例であり、対象の明確化のためである。
【００２８】
ピーク比（Ｉｍ／Ｉβ）のバラツキＢｉおよびその最大値Ｂｍａｘは、式（１）、（２）に対応する式（３）、（４）で定義することができる。
Ｂｉ＝｜（Ｉｍ／Ｉβ）ａｖ−（Ｉｍ／Ｉβ）ｉ｜／（Ｉｍ／Ｉβ）ａｖ・１００
……式（３）
Ｂｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｂｉ）                                    ……式（４）
【００２９】
（３）Ｔｉ−α相、Ｔｉ４Ｍ相双方の析出による分散強化
チタン合金にＴｉ−α相、Ｔｉ４Ｍ相双方が析出された場合でも、チタン合金の分散強化が図られる。
この場合には、Ｘ線回折によるＴｉ−α相のピークＩαとＴｉ４Ｍ相のピークＩｍとを加算して、β相のピークＩβとの比（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）を算出し、このピーク比（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）を０．０３〜０．４とする。チタン合金がＴｉ−α相およびＴｉ４Ｍ相により分散強化される。引張強度が１２００ＭＰａ以上のチタン合金を得ることが容易となる。
ピーク比（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）のより好ましい範囲として、０．１〜０．４、さらに好ましい範囲として、０．２〜０．３を挙げることができる。このようにピーク比（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）の範囲を規定することで、引張強度の大きなチタン合金がより確実に得られるようになる。
【００３０】
また組成および熱処理後の冷却速度を調整し、ピーク比（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）のバラツキの最大値を±１０％以内とすることで強度特性の均一性を保つことができるようになった。
バラツキの最大値のより好ましい範囲として、±５％、±１％を挙げることができる。このようにすることで、引張り強度の均一性をより向上することができる。
【００３１】
ここで、Ｘ線回折によるＴｉ−α相のピーク、Ｔｉ４Ｍ相のピーク、Ｔｉ−β相のピークは、前記（１）、（２）と同様、（１０１）面、（０２０）面、（１１０）面のピークによって、それぞれ規定することとする。
【００３２】
ピーク比（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）のバラツキＣｉおよびその最大値Ｃｍａｘは、式（１）、（２）に対応する式（５）、（６）で定義することができる。
Ｃｉ＝｜（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）ａｖ−（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）ｉ｜
／（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）ａｖ・１００                ……式（５）
Ｃｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｃｉ）                                  ……式（６）
【００３３】
Ｂ．分散強化されたチタン合金の製造方法
分散強化されたチタン合金の製造は次のようにして行える。
（１）チタン合金の作成
まず、チタン合金インゴットを作成する。この作成は、例えば、以下の１）、２）のいずれかで行える。
１）所定重量に配合された合金の原料を加熱して均一に溶解して、チタン合金インゴットを作成する。
この溶解には、電子ビーム溶解、アーク溶解、コールドクルーシブル溶解（水冷された銅製の坩堝を用い原料を高周波誘導加熱で加熱する）、カルシア坩堝溶解（カルシア（ＣａＯ）坩堝を用いた溶解）などの溶解方法を利用できる。これらの溶解方法が、坩堝による汚染が少ないため高純度のチタン合金を作成容易だからである。
【００３４】
２）１）に代えて、次のように粉末材料からチタン合金インゴットを作成してもよい。
・所定重量に配合された金属粉末をボールミル等により不活性ガス中で混合し、この混合粉末をＣＩＰ（冷間等方加工プレス：Cold Isostatic Press）や金型プレス等で加圧、成形する。
・その後、成形された粉末を真空中あるいは不活性ガス中で焼結する。なお、この焼結工程は合金組成により高融点金属の割合が少なければ省略することも可能である。
・さらに、焼結体を加熱して均一に溶解して、チタン合金インゴットを作成する。
この溶解には電子ピーム溶解、アーク溶解、コールドクルーシブル溶解、カルシア溶解などの坩堝による汚染が少ない溶解方法が適する。
３）１），２）のようにして作成されたチタン合金インゴットは、熱間加工（熱間鍛造、熱間圧延等）により目的の形状に成形される。
【００３５】
（２）チタン合金の加熱、冷却処理
以下のように、成形されたチタン合金に熱処理、冷却処理を行うことで、チタン合金中でα相、またはＴｉ４Ｍ相が析出し、チタン合金が分散強化される。
１）成形されたチタン合金に、温度６００〜９００℃の熱処理を施す。
２）この熱処理後に、チタン合金に所定の冷却速度で冷却工程、例えば水冷等を施す。
このときの冷却速度が、α相、またはＴｉ４Ｍ相の析出を図る上で重要である。
α相を析出させるには、冷却速度を１℃／ｓｅｃ以下とする必要がある。特に、０．１℃／ｓｅｃ以下の範囲では、チタン合金β相中に実質的にα相のみが析出する。
また、Ｔｉ４Ｍ相を析出させるには、冷却速度を０．１℃／ｓｅｃ以上、５０℃／ｓｅｃ以下の範囲とする必要がある。特に、１℃／ｓｅｃ以上、５０℃／ｓｅｃ以下の範囲では、チタン合金β相中に実質的にＴｉ４Ｍ相のみが析出する。
０．１℃／ｓｅｃ以上、１℃／ｓｅｃ以下の範囲では、チタン合金中にα相、およびＴｉ４Ｍ相の双方が析出する可能性があるが、この場合でもチタン合金の分散強化を図ることができる。
【００３６】
なお、この熱処理、冷却処理は、（１）３）に述べた熱間鍛造、熱間圧延において同時に行うこともできる。熱間鍛造・熱間圧延後での冷却速度を制御できれば、α相、またはＴｉ４Ｍ相が析出されるからである。
【実施例】
【００３７】
以下に、本発明の実施例を説明する。ここでは、チタン合金の分散強化を、α相の析出、Ｔｉ４Ｍ相の析出それぞれに区分して説明する。但し、この双方が析出していてもチタン合金の分散強化を図ることができる。
Ａ．α相の析出により分散強化を図った実施例
以下に、主としてα相の析出により分散強化を図った実施例における合金インゴットの作成条件、加熱・冷却条件、および引張り強度等の測定結果を説明する。
【００３８】
【表１】
2005105293.tif 000002
表１は、作製した合金インゴットの組成、製法を表す。試料１〜１０として、金属元素Ｍを（１）Ｎｂ３０％、（２）Ｎｂ４０％、（３）Ｔａ１０％、Ｎｂ３０％の３種類に区分した。また、製法は（１）溶解法、（２）コールドクルーシブ、（３）焼結法の３種類を適用した。なお、酸素、窒素、水素、炭素の合計含有量としての不純物量を各試料で測定した。
１）焼結法では、焼結体を溶解することなくそのままインゴットとして用いる。
２）溶解法では、焼結体を電子ビーム溶解炉で溶解してインゴットを得る。
３）コールドクルーシブル法では、焼結体をコールドクルーシブル溶解して、インゴットを得る。
【００３９】
【表２】
2005105293.tif 000003
表２は、表１の合金インゴットに加えた熱処理・冷却の条件を表す。熱処理条件は、（１）熱処理なし、（２）７００℃１時間、（３）６００℃１時間の３種類を適用した。冷却条件は、（１）冷却なし（熱処理なしの場合）、（２）０．２℃／ｓｅｃ、（３）６０℃／ｓｅｃ、（４）７０℃／ｓｅｃの３種類を適用した。
【００４０】
【表３】
2005105293.tif 000004
表３は、表１の合金インゴットを表２の熱処理・冷却条件で処理した実施例Ａ１〜Ａ１２および比較例１〜３のＸ線回折のピーク強度比（Ｉα／Ｉβ）、（Ｉｍ／Ｉβ）と引張り強度の測定結果を表している。各チタン合金試料のサイズは直径１０ｍｍ、長さ１００ｍｍである。各試料の引張り強度は、インストロン型引張試験機により行った。
なお、比較例１〜３では、Ｔｉ−α相およびＴｉ４Ｍ相のピークが事実上検出されなかったことから、ピーク強度比（Ｉα／Ｉβ）、（Ｉｍ／Ｉβ）がいずれも０となっている。
【００４１】
表１，２から判るように、熱処理を行うことと、熱処理後の冷却速度が０．２℃／ｓｅｃと緩やかな場合に主としてα相が出現し、１２００ＭＰａ以上の引張り強度が得られる。そして、Ｎｂ、Ｔａ元素の量およびインゴットの製法は大きな影響を与えていない。ピーク強度比（Ｉα／Ｉβ）が０．０７〜０．３のいずれでも（ピーク強度比（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）では０．１１〜０．３６）、引張り強度が１２００ＭＰａ以上であった。
これに対して、熱処理を行わなかったものや、熱処理を行ってもその後に急冷したもの（徐冷しなかったもの）はα相（Ｔｉ４Ｍ相も）が出現せず、引張り強度も１２００ＭＰａ未満となっている。
以上のように、冷却速度がα相を析出させる上で重要であり、引張り強度の向上を図れることが判る。
【００４２】
Ｂ．Ｔｉ４Ｍ相の析出により分散強化を図った実施例
以下に、主としてＴｉ４Ｍ相の析出により分散強化を図った実施例における合金インゴットの作成条件、加熱・冷却条件、および引張り強度等の測定結果を説明する。
合金インゴットには、α相の析出を図った既述のＡ．の表１と同一のロットを使用したので、説明を省略する。
【００４３】
【表４】
2005105293.tif 000005
表４は、表１の合金インゴットに加えた熱処理・冷却の条件を表す。熱処理条件は、Ａ．と同様に（１）熱処理なし、（２）７００℃１時間、（３）６００℃１時間の３種類を適用した。冷却条件は、（１）冷却なし（熱処理なしの場合）、（２）０．５℃／ｓｅｃ、（３）６０℃／ｓｅｃ、（４）７０℃／ｓｅｃの３種類を適用した。
（２）の冷却速度をＡ．で（２）冷却速度０．２℃／ｓｅｃより幾分大きくして、Ｔｉ４Ｍ相の析出を促進している。
【００４４】
【表５】
2005105293.tif 000006
【００４５】
表５は、表１の合金インゴットを表４の熱処理・冷却条件で処理した実施例Ｂ１〜Ｂ１２および比較例１〜３のＸ線回折のピーク強度比（Ｉｍ／Ｉβ）、（Ｉα／Ｉβ）と引張り強度の測定結果を表している。各チタン合金試料のサイズは直径１０ｍｍ、長さ１００ｍｍである。各試料の引張り強度は、インストロン型引張試験機により行った。
このとき出現するＴｉ４Ｍ相は、Ｔｉ、Ｎｂの合金ではＴｉ４Ｎｂであり、Ｔｉ、Ｔａ，Ｎｂの合金ではＴｉ４（Ｎｂ、Ｔａ）である。
なお、比較例１〜３では、Ｔｉ４Ｍ相およびＴｉ−α相のピークが事実上検出されなかったことから、ピーク強度比（Ｉｍ／Ｉβ）、（Ｉα／Ｉβ）がいずれも０となっている。
【００４６】
表１，３から判るように、熱処理を行うことと、熱処理後の冷却速度が０．５℃／ｓｅｃと緩やかな場合に主としてＴｉ４Ｍ相が出現し、１２００ＭＰａ以上の引張り強度が得られる。そして、Ｎｂ、Ｔａ元素の量およびインゴットの製法は大きな影響を与えていない。ピーク強度比（Ｉｍ／Ｉβ）が０．０３〜０．３５のいずれでも（ピーク強度比（（Ｉα＋Ｉｍ）／Ｉβ）では０．０６〜０．４０）、引張り強度が１２００ＭＰａ以上であった。
これに対して、熱処理を行わなかったり、熱処理を行ってもその後に急冷したりしたもの（徐冷しなかったもの）はＴｉ４Ｍ相（α相も）が出現せず、引張り強度も１２００ＭＰａ未満となっている。
以上のように、冷却速度がＴｉ４Ｍ相を析出させる上で重要であり、引張り強度の向上を図れることが判る。