純チタンのHIP過程における最終段階の焼結速度

隠岐貴史、松木一弘^*、畑山東明^*、柳沢 平^*
　　　　　　　　　　

　真空中で予備的に焼結した純チタン材の不完全焼結体のＨＩＰ処理過程における最終段階の相対密度変化を調べた。
　等軸結晶粒組織を有する材料の活性化エネルギーは218kJ/mol、応力指数は4.5が得られ、非等軸結晶粒組織を有する材料の活性化エネルギーは213kJ/mol、応力指数は4.7が得られた。これらはクリープの実験によって求められたQcとNcに近い値である。一方、同じ温度と圧力においてＨＩＰ焼結速度は、ＨＩＰ処理を行う前の焼結材組織の影響を受け、非等軸結晶粒組織を有する材料よりも等軸結晶粒組織を有する材料で大きい。これは主として、べき乗クリープ則の定数Ａが、組織の影響を受けたためである。ＨＩＰ過程の最適化にとって、ＨＩＰ処理前の予備焼結組織の制御が重要である。

　The sintering rate in the final stage during HIP has been investigated by measurement of relative density of compacts which were preliminary sintered in vacuum. The activation energy of the final stage HIP-sintering rate Q_h of 218kJ/mol and the stress exponent N_h of 4.5 are obtained for the pure titanium compact with an equiaxed structure and Q_h of 213kJ/mol and N_h of 4.7 are obtained for that with a non-equiaxed structure. These values are approximately equal to the creep parameters, Qc and Nc, obtained from creep experiments. The sintering rate of the pure titanium with the equiaxed strucure is larger than that with the non-equiaxed structuire under the same condition of temperature and pressure in the HIP process, which is influenced by the structure of compacts pre-sintered in vacuum. This is mainly due to the variation of A value in the equation of power-law creep influenced by the microstructure. The control of presintered structure is important for the followed HIP process.