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チタン 加工材料

チタン 加工材料

2016年07月23日

チタン
地殻中に9番目に多く存在する元素で、遷移金属では鉄の次に多い元素。
スーパーホワイトの酸化チタンは塗料に使われます。
高温では反応性が高まり、炭素や窒素とも反応する。
鉄とアルミの中間の密度であり、軽くて鋼鉄以上の強度を持つ。
鉄の約2倍、アルミニウムの約6倍の強度を持つ。
チタンは生体適合性がよい。
チタンは熱が伝わりにくい。
チタンの比熱は鉄やステンレスと変わらないが、軽いので同じ容積、同じ重量の鉄やステンレスよりも早く温まるし、早く冷める。この性質を利用して北海道芦別市では雪が降り積もって固まる前に落としてしまう滑雪パネルとしてチタンが使われている。
チタンは紫外線を受けて抗菌性を示す。

削ったり、溶接したりすることが難しい素材です。高温にするといろんなものとくっつく(反応する)ので(磁石ではない)

特に酸素と、つまり酸化されるので溶接時にはアルゴンガスで雰囲気を低酸素濃度にする必要がある。
また、冷めるまでアルゴンで低酸素の状態を保つ必要がある。
様々な形状に加工するためには、さまざまな形状にあったカバーを専用の道具として製作する必要がある。
これがノウハウ、職人の技です。

加工素材
純チタン 1種、2種、3種、4種
N、C、H、Fe、Oなどの不純物の含有量で区別されている。1種が高純度で柔らかい。4種が酸素(O)と鉄(Fe)分が多くて硬い。一般的なものとしては強度と加工性のバランスで2種材がよく使われる。

 板材   条材    棒材   線材
  1種 TP270C/H TR270C/H TB270C/H TW270
  2種 TP340C/H TR340C/H TB340C/H TW340
  3種 TP480C/H TR480C/H TB480C/H TW480
  4種 TP550C/H TR550C/H TB550C/H  -
     C:冷間圧延  H:熱間圧延

チタン合金
Ti-6Al-4V:64チタン JIS60種
比重が鋼の約1/2で軽い。比強度が高い。耐食性(塩素ガス、海水など)が優れている。非磁性体
航空機エンジン、航空機機体

Ti-3Al-2.5V:ELI材  JIS61種 酸素、窒素、水素、鉄の含有率を特別に低く抑えている材料
チタン・パラジウム合金:11種、12種、13種
耐食性が優れている。間隙腐食に対する耐食性が特に優れている。比重が小さくステンレスの60%である。

Ti-6Al-6V-2Sn
高い強度が得られる。焼入深度が64チタンよりも優れている。
航空機構造部品、遠心分離機

Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo
高温での熱安定性に優れている。耐酸化性に優れている。クリープ強度に優れている。
航空機エンジン部品など

Ti-8Al-1Mo-1V
高温(300~500℃)での熱安定性に優れている。耐酸化性に優れている。クリープ強度に優れている。
航空機エンジン、ブレード材など

Ti-22V-4Al
冷間加工性に優れている。機械的特性は64チタンと同等以上。比重は鋼の1/2.耐酸化性に優れている。非磁性体である。

Ti-6Al-7Nb:生体用合金
TRX:21種 Ru、Niを含む
TA3:高硬度金型用合金

Ni-Ti(形状記憶合金)
Ni-Ti-Co
Ni-Ti-Cu

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