チタンの磁気的、機械的および技術的特性
技術仕様
チタン合金は化学組成の精密さ、精巧な製造、および不純物のないことが特徴です。多くの場合、チタンの機械的特性は、含まれる不純物の要素とその量や比率に依存します。しかし、この要素が多くの長所を持っていることは一般的に知られている事実で、見過ごすことはできません。チタンの特徴は：
·高い比強度；
·耐腐食性；
·高い延性；
·優れた衝撃靱性。
チタンの機械的強度は250°C以上の温度でほぼ半減しますが、その欠点はチタン合金が補います。逆に、チタンは非常に優れた耐腐食性を持っています。腐食耐性は、1平方メートルあたりの損失量で評価されます。
| 耐腐食性 | 1平方メートルあたりの損失重量 | 評価点 |
|---|---|---|
| 極めて耐性がある | 0.001g未満 | 1 |
| 非常に耐性がある | 0.001—0.005g | 2 |
| 0.005—0.01g | 3 | |
| 耐性がある | 0.01—0.05g | 4 |
| 0.05—0.1g | 5 | |
| 満足に耐性がある | 0.1—0.3g | 6 |
| 耐性が低い | 0.3—1.0g | 7 |
| 1—5.0g | 8 | |
| 耐性がない | 5g以上 | 9 |
工業および海洋環境での腐食耐性の比較試験で、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅-ニッケル合金、およびインコネル合金には5年以内に目に見える腐食の兆候が見られたのに対し、チタンプレートはその元の輝きを失わなかったことがわかりました。この腐食耐性は、攻撃的な試薬との接触から金属を保護するチタン表面の不動態酸化膜によるものです。
チタンは酸素の存在下で特に腐食に強いです。たとえば、空気曝気下では、チタンは100°Cまでの濃度のいかなる蟻酸にも実質的に腐食されませんが、曝気なしでは25%の蟻酸溶液で急速に腐食されます。
チタン合金の概要
低強度の延性合金
| 合金ブランド | 合金元素の割合 | 引張強さ (kgf/mm²) | 作業温度 |
|---|---|---|---|
| VT-1 | 工業的に純粋なチタン | 30—50 | 100—200 |
| VT1-0 | 工業的に純粋なチタン | 30—50 | 100—200 |
| VT1-00 | 工業的に純粋なチタン | 30—50 | 100—200 |
中強度の延性合金
| 合金ブランド | 合金元素の割合 | 引張強さ (kgf/mm²) | 作業温度 |
|---|---|---|---|
| AT-2 | 2.5 Zr, 1.5 Mo | 50—80 | 200—300 |
| OT4-1 | 1—2.5 Al, 0.7—2 Mn | 50—80 | 200—300 |
| OT4 | 3.5—5 Al, 0.8—2 Mn | 50—80 | 200—300 |
| AT-3 | 3 Al, 1.5% (Cr+Fe+Si+B) | 50—80 | 200—300 |
| VT5-1 | 4—6 Al, 2—3 Sn | 50—80 | 200—300 |
構造用高強度合金
| 合金ブランド | 合金元素の割合 | 引張強さ (kgf/mm²) | 作業温度 |
|---|---|---|---|
| VT-4 | 3.5—4.5 Al, 0.8—2 Mn | 80—100 | 300—450 |
| OT4-2 | 5.5—7 Al, 0.2—1.8 Mn | 80—100 | 300—450 |
| VT5 | 4.3—6.2 Al | 80—100 | 300—450 |
| VT-6 | 5.5—7 Al, 4.2—6 V | 80—100 | 300—450 |
| VT-6c | 5—6.5 Al, 5.5—4.5 V | 80—100 | 300—450 |
| VT-20 | 5.5—7.5 Al, 1—2.5 Zr, 0.5—2 Mo, 0.8—1.8 V | 80—100 | 300—450 |
| AT-4 | 4.5 Al, 1.5% (Cr+Fe+Si+B) | 80—100 | 300—450 |
| AT-6 | 6 Al, 1.5 (Cr+Fe+Si+B) | 80—100 | 300—450 |
高耐食性合金
| 合金ブランド | 合金元素の割合 | 引張強さ (kgf/mm²) | 作業温度 |
|---|---|---|---|
| 4200 | 0.2 Pd | 60—100 | 300—600 |
| 4201 | 31—35 Mo | 60—100 | 300—600 |
| 4204 | 5 Ta | 60—100 | 300—600 |
| NT60 | 40—50 Nb | 60—100 | 300—600 |
| CT! | Ti-Al-Zr-Sn | 60—100 | 300—600 |
| CT4 | Ti-Al-Sn-Mo-Sr | 60—100 | 300—600 |
| CT6 | Ti-Al-Zr-W | 60—100 | 300—600 |
不安定なβ構造を持つ高強度合金
| 合金ブランド | 合金元素の割合 | 引張強さ (kgf/mm²) | 作業温度 |
|---|---|---|---|
| VT-14 | 3.5—6.3 Al, 2.5—3.5 Mo, 0.9—1.9 V | 110—160 | 300—400 |
| VT-15 | 2.5—3.5 Al, 6.8—8 Mo, 9.5—11 Cr | 110—160 | 300—400 |
| VT-16 | 1.6—3 Al, 4.5—5.5 Mo, 4—5 V | 110—160 | 300—400 |
| VT-22 | 4.4—5.9 Al, 4—5.5 Mo, 4—5.5 V, 0.5—2 Cr, 0.2—4 Si, 0.2—0.5 Fe | 110—160 | 300—400 |
| ТС-6 | 3 Al, 5 Mo, 6 V, 11 Cr | 110—160 | 300—400 |
αおよびβ合金
チタン合金は、化学組成の正確さ、精密な製造、そして不純物のないことが特徴です。チタン合金は以下のように分類されます：
| α合金 | 疑似α合金 | α +β合金 | 疑似β合金 | β合金 |
|---|---|---|---|---|
| VT1 | OT4 | VT-6 | VT16 | 4201 |
| VT1-0 | OT4-0 | VT3-1 | VS-6 | |
| VT1-00 | OT4-1 | VT-14 | ||
| VT5 | OT4-2 | VT-16 | ||
| VT5-1 | AT-2 | VT-22 | ||
| 4200 | AT-3 | |||
| AT-4 | ||||
| VT20 |
磁気特性
チタンの磁気特性に関しては、いくつかの特異点があります。チタンは常磁性金属であり、温度が上昇すると磁気感受性は小さくなるはずですが、チタンはこのルールの例外であり、加熱すると感受性はむしろ増加します。
技術的特性
金属のもう一つの利点は、それを使用する範囲を大幅に広げるチタンの技術的特性です。それは延性、溶接接合部の強度、外部環境への耐性（極低温、海水、硝酸）などのパラメータに関係しています。チタンの特性についてさらに詳細を知りたい場合は、当ウェブサイトの特定のステンレスグレードに関するページをご覧ください。
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