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純チタン

純チタンは化学成分を含まないチタンのことです。しかし、純チタンは文字通りの「純チタン」ではありません。工業用純チタンは、FeとOを添加して機械的性質を調整しています。もともとFeもOも不純物だったのですが、チタン精錬の技術が上がり純度が高くなり過ぎたので、わざわざ添加するようになりました。

 

純チタンは工業用純チタンは、CP（Commercially Pure)といわれ、化学的な純チタンとは区別されています。

 

純チタンはJISでは３種類が定められています。工業用純チタンとしてはJIS２種が最も多く使用されています。ばね用としては、引張り強さが求めらるので、JIS３種の方が適しています。

 

 

■JIS規格　純チタンの化学成分

種類	JIS１種	JIS２種	JIS３種
記号	TW270	TW340	TW480
N	0.03以下	0.03以下	0.05以下
C	0.08以下	0.08以下	0.08以下
H	0.013以下	0.013以下	0.013以下
Fe	0.20以下	0.25以下	0.30以下
O	0.15以下	0.20以下	0.30以下

 

 

■JIS規格　純チタンの機械的性質

	JIS1種	JIS２種	JIS３種
引張り強さ（MPa)	270～410	340～510	480～620
伸び（％）	15以上	13以上	11以上

 

 

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αチタン合金

αチタン合金は高温や低温で安定的な機械性質を示します。また、耐食性については耐海水性に大変優れた材料です。しかし、αチタン合金には熱処理性がなく、加工性はそれほどよくありません。

 

JISでは１種類のαチタン合金が定められています。

 

 

■JIS規格　αチタン合金の化学成分

種類	JIS50種（Ti-1.5Al)
記号	TW1500
N	0.03以下
C	0.08以下
H	0.015以下
Fe	0.30以下
O	0.25以下
Al	1.00～2.00

 Ti－1.5Al…化学成分Alの前の1.5は成分％を示しています。

 

 

 

■JIS規格　αチタン合金の機械的性質

	JIS50種（Ti-1.5Al)
引張り強さ（MPa)	345以上
伸び（％）	20以上

 

AMS（航空宇宙材料規格）には、次のようなαチタン合金の規格があります。

AMS4926　Ti－5Al－2.5Sn

 

 

 

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α-βチタン合金

α－βチタン合金は、中くらいの強度で耐食性に優れた材料です。熱間加工性がよいのが特徴です。また、切削性や溶接性にもよい性質を示します。

 

JIS規格では２種類のα－βチタン合金が定められています。JIS61Fの方が切削性に優れています。

 

 

■JIS規格　α－βチタン合金の化学成分

種類	JIS61種（Ti-3Al-2.5V)	JIS61F種（Ti-3Al-2.5V）
記号	TW3250	TAW3250F
N	0.03以下	0.05以下
C	0.08以下	0.10以下
H	0.015以下	0.015以下
Fe	0.25以下	0.30以下
O	0.15以下	0.25以下
Al	2.50～3.50	2.70～3.50
V	2.00～3.00	1.60～3.40
S	―	0.05～0.20
La＋Ce＋Pr＋Nd	―	0.05～0.70

 La…ランタン（原子番号57）、Ce…セリウム（原子番号58）、Pr…プラセオジム（原子番号59）、Nd…ネオジム（原子番号60）

 

 

 

 

■JIS規格　α－βチタン合金の機械的性質

	JIS61種（Ti-3Al-2.5V)	JIS61F種（Ti-3Al-2.5V)
引張り強さ（MPa)	700～900	650以上
伸び（％）	9以上	6以上

 

AMS（航空宇宙材料規格）には、次のようなα－βチタン合金の規格があります。

AMS4972　Ti－8Al－1Mo－1V

AMS4981　Ti－6Al－2Sn－4Zr－6Mo

AMS4983　Ti－10V－2Fe－3Al

 

Zr…ジルコニウム（原子番号40）

 

 

 

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βチタン合金

βチタン合金は冷間加工ができるチタン材料です。ヤング率が低く、疲れ強さが高い特徴があります。また、チタン合金の中で最も引張り強さが高く、ばね材料として優れた性質を持っています。

 

JISでは１種類のβチタン合金が定められています。

 

 

■JIS規格　βチタン合金の化学成分

種類	JIS80種（Ti-1.4Al‐24V)
記号	TW4220
N	0.05以下
C	0.10以下
H	0.015以下
Fe	1.00以下
O	0.25以下
Al	3.50～4.50
V	20.0～23.0

 

 

 

 

■JIS規格　βチタン合金の機械的性質

	JIS80種（Ti-1.4Al‐22V)
引張り強さ（MPa)	640～900
伸び（％）	6以上

 

AMS（航空宇宙材料規格）には、次のようなβチタン合金の規格があります。

AMS4983　Ti－13V－11Cr－3Al

AMS4983　Ti－3Al－8V－6Cr－4Zr－4Mo

AMS4983　Ti－15V－3Cr－3Sn－3Al

 

 

 

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