純チタン棒・チタン合金棒素材のご紹介

チタンおよびチタン合金は、優れた溶接、熱間および冷間圧力加工、機械加工特性を備えており、さまざまなチタン形材、チタン棒、チタン板、チタンパイプに加工して供給することができます。

チタンは理想的な構造材料です。 チタンの密度は高くなく、わずか 4.5g/m3 で、鋼鉄より 43% 軽いです。 ただし、チタンは鉄の 2 倍、純アルミニウムの 5 倍近くの強度があります。 低密度で高強度の特性を持っています。 この高強度と低密度の組み合わせにより、チタンロッドは技術において非常に重要な位置を占めます。 同時に、チタン合金棒の耐食性はステンレス鋼に近いかそれを上回っているため、石油、化学薬品、農薬、染料、製紙、軽工業、航空、航空宇宙開発、海洋工学などの分野で広く使用されています。等。

チタン合金比強度（強度と密度の比）が高い。 チタン合金棒および純チタン棒は、航空、軍事産業、造船、化学産業、冶金、機械、医療などの分野において、かけがえのない役割を果たしています。 たとえば、熱処理後のチタンとアルミニウム、クロム、バナジウム、モリブデン、マンガン、その他の元素で構成される合金は、最大強度が 1176.8-1471MPa、比強度が 27-33 になります。 同じ強度の合金鋼の比強度はわずか15.5 -19です。 チタン合金は強度が高いだけでなく耐食性にも優れているため、造船、化学機械、医療機器などの分野で幅広く使用されています。 中でも耐食性チタン合金は、主に反応器、塔、オートクレーブ、熱交換器、ポンプ、バルブ、遠心分離機、パイプ、継手、電解槽などのさまざまな高腐食環境で使用されています。 しかし、チタン合金は価格が高いため、その用途は限られています。

さまざまな種類のチタン合金の用途

1. ヨウ化チタン, 商品名TAD：ヨウ素化法により得られる高純度のチタンであるため、ヨウ化チタン、または化学的に純粋なチタンと呼ばれます。 しかし、純チタンの機械的特性に大きな影響を与える酸素、窒素、炭素などの格子間不純物元素が依然として含まれています。 チタンの純度が上がると、チタンの強度と硬度は大幅に低下します。 したがって、化学的安定性は良好ですが、強度が低いという特徴があります。 高純度チタンは強度が低いため、構造材料としての用途はあまり大きくなく、産業用としてはほとんど使用されていません。 現在、工業用純チタン棒やチタン合金棒が産業界で広く使用されています。

2. 工業用純チタン：工業用純チタンは化学的に純粋なチタンとは異なり、酸素、窒素、炭素、その他のさまざまな不純物元素（鉄、シリコンなど）を多く含んでいます。 本質的に合金含有量が低いです。 チタン合金。 化学的に純粋なチタンと比較して、不純物元素を多く含むため強度が大幅に向上します。 その機械的および化学的特性はステンレス鋼に似ています (ただし、強度はチタン合金より劣ります)。 工業用純チタンの特徴は、強度は低いが、可塑性に優れ、加工、打ち抜き、溶接が容易で、被削性が良いことです。 大気、海水、湿った塩素、酸化性、中性、弱還元性の媒体中で優れた性能を発揮します。 パフォーマンス。 耐食性と耐酸化性は、ほとんどのオーステナイト系ステンレス鋼よりも優れています。 ただし、耐熱性に劣るため、使用温度が高くなりすぎないように注意してください。 工業用純チタンは不純物の含有量によりGR1、GR2、GR3の3グレードに分けられます。 これら3種類の工業用純チタンは、格子間不純物元素が徐々に増加するため、機械的強度や硬さは徐々に増加しますが、それに伴って可塑性や靭性も低下します。 適度な耐食性と総合的な機械的特性により、産業界で一般的に使用されている市販の純チタンは GR2 です。 GR3 は、耐摩耗性と強度の要件が高い場合に使用できます。 より高い成形性が求められる場合にはGR1を選択できます。

工業用純チタンは、主にプレス部品や耐食構造部品に使用され、作業温度は 350 度以下で応力が低いが、良好な可塑性が必要とされます。たとえば、航空機のフレーム、外板、エンジン付属品などです。 船舶用海水耐食パイプ、バルブ、ポンプなど。 水中翼船、淡水化システムのコンポーネント。 化学熱交換器、ポンプ本体、蒸留塔、クーラー、撹拌機、ティー、インペラ、ファスナー、イオンポンプ、コンプレッサーバルブ、ディーゼルエンジンピストン、コネクティングロッド、プレートHuangなど。

3. タイプのチタン合金、ブランド GR4 チタンロッド、BT5 チタンロッド、GR6 チタンロッド: このタイプの合金は、室温および使用温度では タイプの単相状態にあり、熱処理によって強化することはできません (焼きなましが唯一の熱処理形式です) ）。 主に固溶強化に依存します。 一般に室温強度はβ型や- -型のチタン合金より低い（ただし工業用純チタンよりは高い）が、高温（500-600度）での強度とクリープ強度は3つの合金の中で最も高い。チタン合金の種類。 構造 安定性、耐酸化性、溶接性、耐食性、切削加工性に優れていますが、可塑性が低く（熱可塑性はまだ良好）、室温でのプレス加工性も劣ります。 その中でもGR6が最も広く使われています。 焼きなまし状態で中～高強度と十分な可塑性を持ちます。 溶接性が良く、500℃以下でも使用可能です。 格子間不純物元素（酸素、水素、窒素など）の含有量が極めて低い場合、優れた靱性と極低温での総合的な機械的特性も併せ持ち、優れた極低温合金の一つとなります。

GR4は工業用純チタンよりも若干引張強度が高く、中強度域の構造材として使用可能です。 我が国では主に溶接ワイヤーとして使用されています。 TA5 および BT5 は、航空機外板、フレーム部品、コンプレッサーケーシング、ブレード、船舶部品など、400 度以下の腐食性媒体中で作業する部品および溶接部に使用されます。 GR6 は、500 度で作業する構造部品およびさまざまな型鍛造品に使用されます。長時間の使用では900度に達することもできます。 超低温（-253度）部品（超低温容器など）にも使用可能です。

4. タイプのチタン合金、ブランド TB2: このタイプの合金の主な合金元素は、モリブデン、クロム、バナジウムなどの相安定化元素です。 焼きならしや焼入れの際、高温相を室温まで保持しやすく、より安定した相構造が得られるため、α型チタン合金と呼ばれます。 -タイプのチタン合金は、熱処理により強化でき、強度が高く、溶接性と圧力加工性が良好です。 しかし、その性能は十分に安定しておらず、製錬プロセスは複雑であり、その用途はα型および- -型のチタン合金ほど広くはありません。 350度以下で使用可能な部品は主に、全面熱処理（固溶、時効）を伴う各種板金プレスや溶接部品の製造に使用されます。 コンプレッサーのブレード、ディスク、シャフト、その他の頑丈な回転部品、航空機部品など。 TB2 合金は通常、溶体化処理された状態で納品され、溶体化時効後に使用されます。

5. よく使われるグレード チタン棒およびチタン合金チタン棒の製造BT3-1 チタン棒と Ti-662 チタン棒です。このタイプの合金は室温で二相構造を示すため、チタン合金と呼ばれます。 優れた包括的な機械的特性を備えており、そのほとんどは熱処理によって強化できます（ただし、Ti-2AL-1.5Mn、Ti-4AL-1.5Mn、およびTC7は熱処理による強化はできません）。 鍛造、打ち抜き、溶接の特性が良好で、機械加工が可能で、室温での強度が高く、150-500 度以下でも高い強度を持っています。 耐熱性、一部（Ti-2AL-1.5Mn、Ti-4AL-1.5Mn、Ti-5AL-4Vなど） 、GR5) 優れた低温靱性と、海水応力腐食および高温塩応力腐食に対する優れた耐性も備えています。 欠点は、構造が十分に安定していないことです。

GR5 は、このタイプの合金として最も広く使用されています。、GR5 チタン棒の消費量は既存のチタン合金生産量の約半分を占めています。 この合金は、室温、高温、低温で優れた機械的特性を備えているだけでなく、さまざまな媒体に対して優れた耐食性も備えています。 また、溶接、熱間成形、冷間成形、および強化のための熱処理も可能です。 そのため、航空宇宙、造船、化学工業、その他の産業分野で広く使用されています。 Ti-2AL-1.5Mn および Ti-4AL-1.5Mn は、400 度以下で加工されるプレス部品、溶接部品、型鍛造品、曲げ部品に使用できます。 どちらの合金も低温構造材料としても使用されます。 Ti-5AL-4V および GR5 は、400 度以下の長期作動部品、構造モジュール、さまざまなコンテナ、ポンプ、極低温コンポーネント、船舶の耐圧シェル、タンクトラックなどとして使用できます。 、Ti-2AL-1.5MnやTi-4AL-1.5Mnよりも高い強度を持っています。 BT3-1 は 400 度以下で使用でき、主に航空エンジンの構造材料として使用されます。 TC9 は、560 度以下で長時間動作する部品の製造に使用でき、主に航空機のジェット エンジンのコンプレッサー ディスクやブレードに使用されます。

Ti-662 は、航空機の構造部品、着陸装置、ハニカム接続部品、ミサイル エンジンのケーシング、兵器の構造部品など、450 度以下で長時間動作する部品の製造に使用できます。