钛板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及兼备高强度和高成形性的钛板。
【背景技术】
[0002] -般来说，钛材在比强度和耐腐蚀性方面优异。有效利用这一特性，钛材被用于照 相机体等的光学设备和家电设备等的外装材；眼镜、钟表等的配件的材料；厨房设备等的 民生用品的构件；摩托车、汽车等的运输机械的构件；以及化学、电力，食品制造等工厂设 备的热交换器的构件。
[0003] 其中，近年用途正在扩展的热交换器，特别是板式热交换器的板，为了提高作为要 求特性所需要的热交换效率，要求通过冲压成形加工成波浪状而增加表面积。因此，热交换 器，特加是适用于板式热交换器的板的钛板，为了留下更深的波浪而需要有优异的成形性。
[0004] 多用于此的钛板，由JIS规格的JISH4600(1964年7月1日制定）规定。这里所 规定的钛板，根据Fe、0等的杂质量、强度等进一步分类成1类、2类、3类等的等级，其等级 越增加，钛板的最低强度越高。另外，钛板根据JIS规格的等级，接照用途分开使用。
[0005] 像JIS1类这样Fe、0的浓度低的钛板，虽然强度低，但延展性高。因此，在历来要 求高成形性的构件中，使用JIS1类的纯钛板。
[0006] 在近年的热交换器的领域中，除了热交换效率的提高以外，高强度化?轻量化的要 求也越发增大。为了顺应这些要求，需要将强度更高的JIS2类、3类等的钛板应用到热交换 器中。但是，这些具有强度的钛板成形性差。因此，这些高强度的钛板要求进一步提高成形 性。
[0007] 可是，由JIS规格规定的工业用纯钛板，是以六方晶结晶（HCP)结构形成的α相 的晶粒组织为主体构成的金属材料。
[0008] -般来说，为了成形钛等的金属材料，已知需要基于位错的移动带来的滑移变形， 和由孪晶变形构成的塑性变形。
[0009] 在钛的α相中容易活动的滑移系，是柱面滑移{10-10} < 11-20 >，此外，还有 底面滑移{0001} < 11-20 >，锥面滑移（綞面玄< 9 )。另外，在冲压成形时的变形中， {11-22} < 11-23 >的孪晶能够活动。但是，与BCC结构的钢铁材料和FCC结构的铝相比， 钛的活动滑移系的数量少，另外，许多的滑移系都容易难以活动。因此，可知钛的塑性变形 困难。
[0010] 另一方面，作为使钛材的强度提高的手段，主要已知有，提高钛材的0、Fe等的杂 质元素浓度而使强度提高，或者，通过钛材的晶粒微细化来使强度提高这两个手段。
[0011] 但是，利用这些现有方法进行的钛材的高强度化中，存在钛材的成形性大幅降低 这样的问题点。
[0012] 根据所述钛的特征，公开有以下所示这样的使钛材的成形性提高的技术。
[0013] 在专利文献1中，提出有一种纯钛板的制造方法，其特征在于，对于以重量比例 计，Fe、Ni和Cr的含有率满足既定的关系式，并且0(氧）的含有率在900ppm以下，余量由 Ti和不可避免的杂质构成的纯钛材，实施冷乳，接着以600~850°C的温度实施退火处理， 使纯钛板的平均晶粒直径为20~80μm，之后用满足既定的关系式的硝酸-氢氟酸水溶液 实施酸洗处理。
[0014] 在专利文献2中，提出有一种延展性优异的钛板，其特征在于，具有如下组成：H、 〇、N、Fe量是JISΗ4600的1类或2类所规定的量，含有C:50~800ppm，余量由钛和不可 避免的杂质构成。
[0015] 【先行技术文献】
[0016] 【专利文献】
[0017] 【专利文献1】专利第3228134号公报
[0018] 【专利文献2】特开2002-317234号公报
[0019] 但是，专利文献1、2所提出的钛板中，存在这样的问题，S卩，若通过提高0、Fe等的 杂质元素浓度，以及使晶粒微细化来进一步提高强度，则钛板的延展性变低，钛板的成形性 大幅降低。
【发明内容】
[0020] 本发明鉴于所述问题而形成，其课题在于，提供一种兼备强度和成形性的钛板。
[0021] S卩，在现有的复合含有C和A1时存在局限的钛板的延展性的提高中，发现通过精 确地控制Fe、0、C添加量，钛板的延展性进一步提高。另外还发现，C在结晶晶界的分布状 态，会对延展性提高效果造成影响。于是发现，通过精确地控制C向结晶晶界的稠化程度， 钦板的延展性进一步提尚。
[0022] 钛板的C含量越多，钛板的强度越增大。但是，钛板的延展性，要在钛板的C含量 处于某种最佳的范围内，才能够得到C含量的效果。此外，进行精确地进行了研究的结果发 现，其最佳的范围也依存于Fe、0添加量。特别是，0使钛板的强度增大的效果大，但也会使 钛板的延展性劣化。因此，为了使C含有的效果更有效率地显现，以0添加量少的方法为宜。 另一方面，关于Fe，发现其添加量多的方法，对于含有C时的钛板的强度与成形性的平衡的 提尚有效。
[0023] 此外还发现，在钛板的晶粒组织内，作为C的存在位置，向结晶晶界的稠化程度越 高，即使在相同的添加量下，强度与延展性的平衡也会越增大。
[0024] 根据前述认知，本发明者们锐意研究的结果发现，通过控制Fe、0、C的含量及其相 互的比值，钛板的强度与成形性的平衡提高，通过提高C向结晶晶界的稠化程度，钛板的成 形性进一步提高，从而达成了本发明。
[0025] 本发明的钛板，是具有作为α相的晶粒组织的钛板，其特征在于，含有Fe: 0.020~0· 150质量％、0:0· 020~0· 150质量％、C:0.002~0· 100质量％，余量由钛和不 可避免的杂质构成，所述Fe与所述C的含量（质量％ )之和是所述0的含量（质量％ )的 0. 80倍以上，结晶晶界的C的浓度为1. 0质量％以上。
[0026] 根据这样的构成，钛板通过控制Fe、0、C的含量，及其相互的比值，使很多的滑移 系/孪晶系活动，钛板的强度与成形性的平衡提高。另外，通过使结晶晶界的C的浓度为 1. 〇质量％以上，钦板的成形性进一步提尚。
[0027] 此外，本发明的钛板，优选平均晶粒直径为5~80μm。
[0028] 根据这样的构成，钛板既可在成形时确保钛板的强度，位错的滑移变形和孪晶变 形又更容易发生。因此，钛板的成形性进一步提高。
[0029] 另外，本发明的钛板，能够用于板式的热交换器。
[0030] 通过使用本发明的钛板，能够成为具有高强度和高成形性的板式热交换器。
[0031] 本发明的钛板，通过规定为既定的组成和结晶晶界的C的浓度，从而兼备强度和 成形性。
【附图说明】
[0032] 图1 (a)是本发明的钛板的成形性评价所使用的成形模具的平面图。（b)是成形模 具的沿E-E线的剖面图。
【具体实施方式】
[0033] 接下来，对于本发明的钛板的组成详细地进行说明。
[0034] [组成]
[0035] 本发明的钛板，具有α相（HCP结构）的晶粒组织，含有Fe:0· 020~0· 150质 量％、0 :0. 020~0. 150质量％、C:0. 002~0. 100质量％，余量由钛和不可避免的杂质构 成，此外Fe与C的含量（质量％ )的和是0的含量（质量％ )的0.80倍以上。另外，本发 明的钛板，结晶晶界的C的浓度为1. 0质量％以上。
[0036] (Fe:0· 020 ~0· 150 质量％ )
[0037]Fe是使钛板的强度和成形性提高的重要的元素。
[0038] 若Fe的含量低于0.020质量％，则钛板的强度不足。因此，为了使钛板的强度增 大而应该导入的应变量变大，结果是钛板的成形性降低。因此，Fe的含量为0. 020质量％ 以上。
[0039] 另一方面，若Fe的含量高于0