特許 7250429 チタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-24

(45)【発行日】2023-04-03

(54)【発明の名称】チタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 14/00 20060101AFI20230327BHJP

【ＦＩ】

C22C14/00 Z

【請求項の数】 18

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018063670

(22)【出願日】2018-03-29

(65)【公開番号】P2018204095

(43)【公開日】2018-12-27

【審査請求日】2021-03-25

(31)【優先権主張番号】15/472,948

(32)【優先日】2017-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(73)【特許権者】

【識別番号】512059811

【氏名又は名称】ウニヴェルシダーデ エスタデュアル デ カンピーナス － ウニカンプ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】パリッシュ， キャサリン ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】カラム， ルーベンス， ジュニア

(72)【発明者】

【氏名】カンポ， カイオ ニーツ

(72)【発明者】

【氏名】ショス デ フレイタス， カイオ

【審査官】河野 一夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１１３１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５３３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４１４９８８４（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５３４９８３１（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１５２５５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／１４７９９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１１２８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０００－５１４７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】Ｈｅ ｅｔ ａｌ．，"Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ Ｔｉ－Ｃｕ－Ｆｅ－Ｓｎ－Ｎｂ Ａｌｌｏｙｓ"，Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ． ４５， Ｎｏ． ５，2004年，ｐ１５５５－１５６０

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｃ １４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

５重量パーセントから３３重量パーセントの銅と、
１重量パーセントから８重量パーセントの鉄と、
チタニウムと
から成るチタニウム合金。

【請求項2】

前記銅が１３重量パーセントから３３重量パーセントで存在する、請求項１に記載のチタニウム合金。

【請求項3】

前記銅が１５重量パーセントから３０重量パーセントで存在する、請求項１又は２に記載のチタニウム合金。

【請求項4】

前記銅が１７重量パーセントから２５重量パーセントで存在する、請求項１から３の何れか一項に記載のチタニウム合金。

【請求項5】

前記銅が１８重量パーセントから２２重量パーセントで存在する、請求項１から４の何れか一項に記載のチタニウム合金。

【請求項6】

前記鉄が２重量パーセントから７重量パーセントで存在する、請求項１から５の何れか一項に記載のチタニウム合金。

【請求項7】

前記鉄が３重量パーセントから５重量パーセントで存在する、請求項１から６の何れか一項に記載のチタニウム合金。

【請求項8】

前記鉄が４重量パーセントで存在する、請求項１から７の何れか一項に記載のチタニウム合金。

【請求項9】

前記銅が１３重量パーセントから３３重量パーセントで存在し、
前記鉄が３重量パーセントから５重量パーセントで存在する、請求項１から８の何れか一項に記載のチタニウム合金。

【請求項10】

酸素が、不純物として最大で０．２５重量パーセントの濃度で存在する、請求項１から９の何れか一項に記載のチタニウム合金。

【請求項11】

窒素が、不純物として最大で０．０３重量パーセントの濃度で存在する、請求項１から１０の何れか一項に記載のチタニウム合金。

【請求項12】

金属製品を製造するための方法であって、
チタニウム合金のかたまりをチクソ形成温度まで加熱することであって、前記チクソ形成温度が、前記チタニウム合金の固相線温度から前記チタニウム合金の液相線温度までの間にあり、
５重量パーセントから３３重量パーセントの銅と、
１重量パーセントから８重量パーセントの鉄と、
チタニウムと
から成るチタニウム合金のかたまりを、加熱することと、
前記かたまりが前記チクソ形成温度にある間、前記かたまりを前記金属製品に形成することと
を含む方法。

【請求項13】

前記かたまりを前記金属製品に形成する前に、前記かたまりを前記チクソ形成温度で少なくとも６０秒間維持することを更に含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記かたまりを前記金属製品に形成する前に、前記かたまりを前記チクソ形成温度で少なくとも６００秒間維持することを更に含む、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

前記固相線温度と前記液相線温度との差が少なくとも２００℃であるように、前記チタニウム合金を選択することを更に含む、請求項１２から１４の何れか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記固相線温度と前記液相線温度との差が少なくとも２５０℃であるように、前記チタニウム合金を選択することを更に含む、請求項１２から１５の何れか一項に記載の方法。

【請求項17】

１１００℃未満の温度で、３０パーセントから５０パーセントまでの液体分率を有するように前記チタニウム合金を選択することを更に含む、請求項１２から１６の何れか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記銅が１３重量パーセントから３３重量パーセントで前記チタニウム合金中に存在し、
前記鉄が３重量パーセントから５重量パーセントで前記チタニウム合金中に存在する、請求項１２から１７の何れか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、チタニウム合金に関し、より具体的にはチタニウム合金のチクソ形成に関する。

【背景技術】

【0002】

チタニウム合金は、広い温度範囲にわたって高い引張強度を提供し、なおも比較的軽量である。更に、チタニウム合金には耐食性がある。したがって、チタニウム合金は、航空機構成要素や医療デバイスなどといった様々な要求の高い用途で使用される。

【0003】

チタニウム合金の塑性形成は、コストのかかるプロセスである。チタニウム合金の塑性形成に必要なツーリングは、変形中に重い荷重に耐えることができなければならない。したがって、チタニウム合金の塑性形成のためのツーリングは、製造に費用がかかり、高い摩耗率のため維持するのが難しい。更に、チタニウム合金を塑性形成するときに複雑な幾何学形状を得るのが難しい可能性がある。したがって、所望の形状の最終製品を実現するために、実質的に追加の機械加工がしばしば必要とされ、これにより更にコストが増加する。

【0004】

鋳造は、より複雑な形状を有するチタニウム合金製品を得るための一般的な選択肢である。しかしながら、チタニウム合金の鋳造は、溶融チタニウム合金のモールド材料及び周囲酸素との過度の反応性、更にはチタニウム合金の高い溶融温度により複雑である。

【0005】

したがって、チタニウム合金は、費用効果の高い方法で処理される最も困難な金属のうちの幾つかである。したがって、当業者は、チタニウム合金の分野における研究開発努力を続けている。

【発明の概要】

【0006】

１つの実施形態では、開示されたチタニウム合金は、約５重量パーセントから約３３重量パーセントの銅と、約１重量パーセントから約８重量パーセントの鉄と、チタニウムとを含む。

【0007】

別の実施形態では、開示されたチタニウム合金は、約５重量パーセントから約３３重量パーセントの銅と、約１重量パーセントから約８重量パーセントの鉄と、残部がチタニウムから本質的に成る。

【0008】

更に別の実施形態では、開示されたチタニウム合金は、約１３重量パーセントから約３３重量パーセントの銅と、約３重量パーセントから約５重量パーセントの鉄と、残りがチタニウムから本質的に成る。

【0009】

１つの実施形態では、開示された金属製品を製造するための方法は、（１）チタニウム合金のかたまりをチクソ形成温度まで加熱するステップであって、チクソ形成温度がチタニウム合金の固相線温度からチタニウム合金の液相線温度までの間にあり、チタニウム合金が銅、鉄及びチタニウムを含む、加熱するステップと、（２）かたまりがチクソ形成温度にある間、かたまりを金属製品に形成するステップとを含む。

【0010】

別の実施形態では、開示された金属製品を製造するための方法は、（１）チタニウム合金のかたまりをチクソ形成温度まで加熱するステップであって、チクソ形成温度がチタニウム合金の固相線温度からチタニウム合金の液相線温度までの間にあり、約５重量パーセントから約３３重量パーセントの銅、約１重量パーセントから約８重量パーセントの鉄、及びチタニウムを含む、加熱するステップと、（２）かたまりがチクソ形成温度にある間、かたまりを金属製品に形成するステップとを含む。

【0011】

開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法の他の実施形態が、以下の詳細な説明、添付の図面及び別記の特許請求の範囲により明らかになるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】チタニウム－銅－鉄合金の相図である。

【図2】Ａ及びＢは、平衡状態（図２Ａ）及びＳｃｈｅｉｌ状態（図２Ｂ）を想定して生成された３つの例のチタニウム合金に関する液体分率対温度のプロットである。

【図3】Ａ、Ｂ及びＣは、３つの例示的なチタニウム合金、特にＴｉ-１８Ｃｕ-４Ｆｅ（Ａ）、Ｔｉ-２０Ｃｕ-４Ｆｅ（Ｂ）及びＴｉ-２２Ｃｕ-４Ｆｅ（Ｃ）に対するミクロ構造対時間（１０１０℃で維持されるときの）を示す写真画像である。

【図4】金属製品を製造するための開示された方法の１つの実施形態を示すフロー図である。

【図5】航空機の製造及び保守方法のフロー図である。

【図6】航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

チタニウム－銅－鉄合金が開示される。開示されたチタニウム－銅－鉄合金中の銅添加及び鉄添加の組成制限が本明細書で開示されるように制御されるとき、結果的に、チタニウム－銅－鉄合金は、特に、チクソ形成による金属製品の製造での使用により適したものになりうる。

【0014】

任意の特定の理論に限定されずに、開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、比較的広い凝固範囲を有しているので、チクソ形成による金属製品の製造での使用により適したものになると考えられる。本明細書で使用されるように、「凝固範囲」は、チタニウム－銅－鉄合金の固相線温度と液相線温度との差（ΔＴ）を指し、合金組成に大きく依存する。１つの例として、開示されたチタニウム－銅－鉄合金の凝固範囲は、少なくとも約５０℃でありうる。別の例として、開示されたチタニウム－銅－鉄合金の凝固範囲は、少なくとも約１００℃でありうる。別の例として、開示されたチタニウム－銅－鉄合金の凝固範囲は、少なくとも約１５０℃でありうる。別の例として、開示されたチタニウム－銅－鉄合金の凝固範囲は、少なくとも約２００℃でありうる。別の例として、開示されたチタニウム－銅－鉄合金の凝固範囲は、少なくとも約２５０℃でありうる。別の例として、開示されたチタニウム－銅－鉄合金の凝固範囲は、少なくとも約３００℃でありうる。

【0015】

開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、チタニウム－銅－鉄合金の固相線温度から液相線温度までの温度に加熱されると、チクソ形成可能となる。しかしながら、チタニウム－銅－鉄合金の液体分率が高すぎる（処理が鋳造に類似するようになる）又は低すぎる（処理が塑性金属形成に類似するようになる）ときには、チクソ形成の利点は、限定される。したがって、チタニウム－銅－鉄合金の液体分率が約３０パーセントから約５０パーセントまでであるとき、チクソ形成を行うことは有利でありうる。

【0016】

任意の特定の理論に限定されずに、開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、従来のチタニウム合金鋳造温度より著しく低い温度で、約３０パーセントから約５０パーセントの液体分率に達するので、チクソ形成による金属製品の製造での使用により適したものになると更に考えられる。１つの表現では、開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、１２００℃未満の温度で約３０パーセントから約５０パーセントの液体分率に達する。別の表現では、開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、１１５０℃未満の温度で約３０パーセントから約５０パーセントの液体分率に達する。別の表現では、開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、１１００℃未満の温度で約３０パーセントから約５０パーセントの液体分率に達する。別の表現では、開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、１０５０℃未満の温度で約３０パーセントから約５０パーセントの液体分率に達する。更に別の表現では、開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、約１０１０℃の温度で約３０パーセントから約５０パーセントの液体分率に達する。

【0017】

１つの実施形態では、表１に示す組成を有するチタニウム－銅－鉄合金が開示される。

【0018】

よって、開示されたチタニウム－銅－鉄合金は、チタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）及び鉄（Ｆｅ）から成りうる（又は本質的になり得る）。

【0019】

開示されたチタニウム－銅－鉄合金の物理的特性に実質的に影響を与えない様々な不純物も存在うるが、そのような不純物が存在することによって、本開示の範囲から逸脱することはないと当業者は認識するだろう。例えば、開示されたチタニウム－銅－鉄合金の不純物含有量は、表２に示すように制御されうる。

【0020】

開示されたチタニウム－銅－鉄合金への銅添加は、所与の温度で液体分率を増加させる。従って、任意の特定の理論に限定されずに、銅添加は開示されたチタニウム－銅－鉄合金のチクソ形成能力に寄与すると考えられる。

【0021】

表１に示すように、開示されたチタニウム－銅－鉄合金への銅添加の組成上の制限は、約５重量パーセントから約３３重量パーセントまでの範囲である。１つの変形例では、銅添加の組成上の制限は、約１３重量パーセントから約３３重量パーセントまでの範囲である。別の変形例では、銅添加の組成上の制限は、約１５重量パーセントから約３０重量パーセントまでの範囲である。別の変形例では、銅添加の組成上の制限は、約１７重量パーセントから約２５重量パーセントまでの範囲である。更に別の変形例では、銅添加の組成上の制限は、約１８重量パーセントから約２２重量パーセントまでの範囲である。

【0022】

鉄は、強力なβ安定剤であるが、密度を増加させ、脆化を引き起こす可能性がある。したがって、任意の特定の理論に限定されずに、鉄添加は冷却中にＴｉ－β相を保持するが、過度に密度が増加することなく、著しい脆化を引き起こすことがないと考えられる。

【0023】

表１に示すように、開示されたチタニウム－銅－鉄合金への鉄添加の組成上の制限は、約１重量パーセントから約８重量パーセントまでの範囲である。１つの変形例では、鉄添加の組成上の制限は、約２重量パーセントから約７重量パーセントまでの範囲である。別の変形例では、鉄添加の組成上の制限は、約３重量パーセントから約６重量パーセントまでの範囲である。別の変形例では、鉄添加の組成上の制限は、約３重量パーセントから約５重量パーセントまでの範囲である。更に別の変形例では、鉄は、約４重量パーセント濃度で存在する。

【実施例1】

【0024】

（Ｔｉ-１３－３３Ｃｕ-４Ｆｅ）
開示されたチタニウム－銅－鉄合金の１つの一般的な非限定的例は、表３に示した組成を有している。

【0025】

図１の相図、特に図１のクロスハッチ状の領域を参照すると、開示されたＴｉ-１３－３３Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、比較的低い固相線温度（およそ１，０００℃）及び比較的広い凝固範囲を有している。したがって、開示されたＴｉ-１３－３３Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、チクソ形成によく適している。

【実施例2】

【0026】

（Ｔｉ-１８Ｃｕ-４Ｆｅ）
開示されたチタニウム－銅－鉄合金の１つの特定の非限定的例は、以下の公称組成を有している：
Ｔｉ-１８Ｃｕ-４Ｆｅ、
及び表４に示す測定された組成。

【0027】

平衡状態とＳｃｈｅｉｌ状態との両方を想定して、開示されたＴｉ-１８Ｃｕ-４Ｆｅ合金に関する液体分率対温度のデータを生成するために、ウィスコンシン州ミドルトンのＣｏｍｐｕＴｈｅｒｍ ＬＬＣによるＰＡＮＤＡＴ（登録商標）ソフトウェア（バージョン２０１４ ２．０）が使用された。結果は、図２Ａ（平衡状態）及び図２Ｂ（Ｓｃｈｅｉｌ状態）に示されている。図２Ａ（平衡状態）からのデータに基づくと、開示されたＴｉ-１８Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、約３３８℃（Ｓｃｈｅｉｌ状態／図２Ｂを使用すると３６４℃）の凝固範囲を含む、約１００７℃の固相線温度及び約１３４５℃の液相線温度を有している。

【0028】

図３Ａを参照すると、開示されたＴｉ-１８Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、１０１０℃、要するに、固相線温度から液相線温度までの温度（即ち、チクソ形成温度）まで加熱され、０秒、６０秒、３００秒及び６００秒で、顕微鏡写真が撮影された。顕微鏡写真は、開示されたＴｉ-１８Ｃｕ-４Ｆｅ合金が、時間とともに次第に球状になる球状ミクロ構造を１０１０℃でどのように有しているかを示す。したがって、開示されたＴｉ-１８Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、特にチクソ形成によく適している。

【実施例3】

【0029】

（Ｔｉ-２０Ｃｕ-４Ｆｅ）
開示されたチタニウム－銅－鉄合金の別の特定の非限定的例は、以下の公称組成を有している：
Ｔｉ-２０Ｃｕ-４Ｆｅ、
及び表５に示す測定された組成。

【0030】

平衡状態とＳｃｈｅｉｌ状態との両方を想定して、開示されたＴｉ-２０Ｃｕ-４Ｆｅ合金に関する液体分率対温度のデータを生成するために、ＰＡＮＤＡＴ（登録商標）ソフトウェア（バージョン２０１４ ２．０）が使用された。結果は、図２Ａ（平衡状態）及び図２Ｂ（Ｓｃｈｅｉｌ状態）に示されている。図２Ａ（平衡状態）からのデータに基づくと、開示されたＴｉ-２０Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、約３１０℃（Ｓｃｈｅｉｌ状態／図２Ｂを使用すると３２９℃）の凝固範囲を含む、約９９９℃の固相線温度及び約１３０９℃の液相線温度を有している。

【0031】

図３Ｂを参照すると、開示されたＴｉ-２０Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、１０１０℃、要するに、固相線温度から液相線温度までの温度（即ち、チクソ形成温度）まで加熱され、０秒、６０秒、３００秒及び６００秒で、顕微鏡写真が撮影された。顕微鏡写真は、開示されたＴｉ-２０Ｃｕ-４Ｆｅ合金が、時間とともに次第に球状になる球状ミクロ構造を１０１０℃でどのように有しているかを示す。したがって、開示されたＴｉ-２０Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、特にチクソ形成によく適している。

【実施例4】

【0032】

（Ｔｉ-２２Ｃｕ-４Ｆｅ）
開示されたチタニウム－コバルト合金の更に別の特定の非限定的例は、以下の公称組成を有している：
Ｔｉ-２２Ｃｕ-４Ｆｅ、
及び表６に示す測定された組成。

【0033】

平衡状態とＳｃｈｅｉｌ状態との両方を想定して、開示されたＴｉ-２２Ｃｕ-４Ｆｅ合金に関する液体分率対温度のデータを生成するために、ＰＡＮＤＡＴ（登録商標）ソフトウェア（バージョン２０１４ ２．０）が使用された。結果は、図２Ａ（平衡状態）及び図２Ｂ（Ｓｃｈｅｉｌ状態）に示されている。図２Ａ（平衡状態）からのデータに基づくと、開示されたＴｉ-２２Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、約２７６℃（Ｓｃｈｅｉｌ状態／図２Ｂを使用すると２９０℃）の凝固範囲を含む、約９９５℃の固相線温度及び約１２７１℃の液相線温度を有している。

【0034】

図３Ｃを参照すると、開示されたＴｉ-２２Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、１０１０℃、要するに、固相線温度から液相線温度までの温度（即ち、チクソ形成温度）まで加熱され、０秒、６０秒、３００秒及び６００秒で、顕微鏡写真が撮影された。顕微鏡写真は、開示されたＴｉ-２２Ｃｕ-４Ｆｅ合金が、時間とともに次第に球状になる球状ミクロ構造を１０１０℃でどのように有しているかを示す。したがって、開示されたＴｉ-２２Ｃｕ-４Ｆｅ合金は、特にチクソ形成によく適している。

【0035】

したがって、チクソ形成によく適したチタニウム－銅－鉄合金が開示される。また、チクソ形成によって、金属製品、特にチタニウム合金製品を製造する方法が開示される。

【0036】

図４を参照すると、概して１０で示される金属製品を製造するための開示された方法の１つの実施形態が、ブロック１２で、出発物質として使用するチタニウム合金の選択から開始されうる。例えば、チタニウム合金を選択すること（ブロック１２）は、先ほど表１に示した組成を有するチタニウム－銅－鉄合金を選択することを含みうる。

【0037】

この時点で、当業者は、チタニウム合金の選択（ブロック１２）は、市販のチタニウム合金を選択すること、又は代替的には、市販されていないチタニウム合金を選択することを含みうると認識するだろう。市販されていないチタニウム合金の場合、チタニウム合金は、開示された方法１０で使用するために特注されてもよい。

【0038】

本明細書で開示されるように、凝固範囲は、チタニウム合金の選択（ブロック１２）中の１つの考慮事項でありうる。例えば、チタニウム合金の選択（ブロック１２）は、少なくとも１００℃、又は少なくとも１５０℃、又は少なくとも２００℃又は少なくとも２５０℃、又は少なくとも３００℃といった、少なくとも５０℃の凝固範囲を有するチタニウム－銅－鉄合金を選択することを含みうる。

【0039】

また本明細書で開示されるように、約３０パーセントから約５０パーセントの液体分率が実現される温度は、チタニウム合金の選択（ブロック１２）中に別の考慮事項となりうる。例えば、チタニウム合金の選択（ブロック１２）は、１１５０℃未満の温度、１１００℃未満の温度、又は１０５０℃未満の温度など、１２００℃未満の温度で、約３０パーセントから約５０パーセントまでの液体分率に達するチタニウム－銅－鉄合金を選択することを含みうる。

【0040】

ブロック１４では、チタニウム合金のかたまりが、チクソ形成温度（即ち、チタニウム合金の固相線温度と液相線温度との間の温度）まで加熱されうる。１つの特定の実施態様では、チタニウム合金のかたまりは、特定のチクソ形成温度まで加熱され、特定のチクソ形成温度は、チタニウム合金のかたまりの中で所望の液体分率に達するように選択されうる。１つの例として、所望の液体分率は、約１０パーセントから約７０パーセントまででありうる。別の例として、所望の液体分率は、約２０パーセントから約６０パーセントまででありうる。更なる例として、所望の液体分率は、約３０パーセントから約５０パーセントまででありうる。

【0041】

ブロック１６において、チタニウム合金のかたまりは、オプションで、次のステップ（ブロック１８）に進む前に、所定の最小時間、チクソ形成温度で維持されうる。１つの例として、所定の最小時間は、約１０秒でありうる。別の例として、所定の最小時間は、約３０秒でありうる。別の例として、所定の最小時間は、約６０秒でありうる。別の例として、所定の最小時間は、約３００秒でありうる。更に別の例として、所定の最小時間は、約６００秒でありうる。

【0042】

ブロック１８において、チタニウム合金のかたまりは、チクソ形成温度にある間、金属製品に形成されうる。限定されないが、鋳造及び成形といった種々の形成技術が使用されうる。

【0043】

したがって、開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法は、従来のチタニウム鋳造温度よりも著しく低い温度で、チタニウム合金の塑性形成と典型的に関連している複雑／高価なツーリングを必要とせずに、正味形状（又は近似正味形状）チタニウム合金製品の製造を促進しうる。したがって、開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法は、チタニウム合金製品を製造するコストを著しく削減する可能性を有している。

【0044】

本開示の実施例は、図５に示す航空機の製造及び保守方法１００と、図６に示す航空機１０２に照らして説明されうる。製造前の段階では、航空機の製造及び保守方法１００は、航空機１０２の仕様及び設計１０４、並びに材料の調達１０６を含みうる。製造段階では、航空機１０２の構成要素／サブアセンブリの製造１０８と、システムインテグレーション１１０とが行われる。その後、航空機１０２は、認可及び納品１１２を経て運航１１４に供されうる。顧客により運航される期間に、航空機１０２には、改造、再構成、改修なども含みうる定期的な整備及び保守１１６が予定される。

【0045】

方法１００のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって実行又は実施されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の航空機製造者及び主要システムの下請業者を含み、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み、かつ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。

【0046】

図６に示すように、例示的方法１００によって製造された航空機１０２は、複数のシステム１２０及び内装１２２を備えた機体１１８を含みうる。複数のシステム１２０の例には、推進システム１２４、電気システム１２６、油圧システム１２８、及び環境システム１３０の一又は複数が含まれうる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。

【0047】

開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法は、航空機の製造及び保守方法１００の段階のうちの任意の一又は複数の段階中に用いられうる。１つの例として、構成要素／サブアセンブリの製造１０８、システムインテグレーション１１０、及び／又は整備及び保守１１６に対応する構成要素又はサブアセンブリは、開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法を使用して製造又は製作されうる。別の例として、機体１１８は、開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法を使用して構築されうる。また、一又は複数の装置の実施例、方法の実施例、又はこれらの組み合わせは、例えば、機体１１８及び／又は内装１２２のような航空機１０２の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機４０２のコストを削減することにより、構成要素／サブアセンブリの製造１０８及び／又はシステムインテグレーション１１０中に利用されうる。同様に、システムの実施例、方法の実施例、或いはこれらの組み合わせのうちの一又は複数は、航空機１０２の運航期間中に、例えば限定しないが、整備及び保守１１６に対して、利用されうる。

【0048】

開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法が、航空機に照らして説明されるが、当業者であれば、開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法が様々な用途に利用されうることを容易に認識するだろう。例えば、開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法は、様々な種類の移動体、例えば、ヘリコプター、旅客船、自動車、船舶製品（ボート、モーターなど）のような移動体に実装されうる。医療用途などの様々な非移動体用途もまた考えられる。

【0049】

開示されたチタニウム－銅－鉄合金及び関連するチクソ形成方法の様々な実施形態を説明したが、当業者は、本明細書を読むことで、変形例を想起しうる。本出願は、こうした変更例を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】