YATB640 チタン合金金属射出成形部品

チタン合金の性能

チタンは新しいタイプの金属です。チタンの性能は炭素、窒素、水素、酸素などの不純物含有量に関係します。純ヨウ化チタンの不純物含有量は0.1%を超えませんが、強度が低く、可塑性が高いです。 99.5% 工業用純チタンの特性は次のとおりです: 密度 ρ=4.5g/cm3、融点 1725 度、熱伝導率 λ=15.24W/(mK)、引張強さ σb=539MPa、伸び δ=25%、断面収縮率 ψ=25%、弾性率E= 1.078×105MPa、硬度HB195。

(1) 高強度 チタン合金の密度は一般的に 4.5g/cm3 程度であり、鋼の密度の 60% に過ぎません。純チタンは普通鋼に近い強度を持っています。一部の高強度チタン合金は、多くの合金構造用鋼の強度を超えています。したがって、表7-1に示すように、チタン合金の比強度（強度/密度）は他の金属構造材料に比べて非常に大きくなります。高い単体強度、優れた剛性、軽量性を備えた部品やコンポーネントを製造できます。現在、チタン合金は航空機のエンジン部品、骨格、外板、ファスナー、着陸装置に使用されています。

(2) 高耐熱性 使用温度はアルミニウム合金に比べて数百度高くなります。中温でも必要な強度を維持でき、450～500℃でも長時間使用可能です。これら 2 種類のチタン合金は 150 度～500 度の範囲で高い比強度を維持しますが、アルミニウム合金の比強度は 150 度で大幅に低下します。チタン合金の使用温度は500度に達することがありますが、アルミニウム合金の使用温度は200度未満です。

(3) 優れた耐食性 チタン合金は湿潤な雰囲気や海水媒体中で使用でき、その耐食性はステンレス鋼よりもはるかに優れています。孔食、酸腐食、応力腐食に対して強い耐性を持っています。アルカリ、塩化物、塩素系有機物、硝酸、硫酸などに対する耐食性は優れていますが、還元酸素やクロム塩媒体に対する耐食性は劣ります。

4) 優れた低温性能 チタン合金は、低温および極低温でも機械的特性を維持できます。- TA7 など、良好な低温性能と極めて低い格子間元素を備えたチタン合金は、-253 度でも一定の可塑性を維持できます。したがって、チタン合金も重要な低温構造材料である。

(5) 化学活性が高い チタンは化学活性が高く、大気中のO、N、H、CO、CO2、水蒸気、アンモニア等と強く反応します。炭素含有量が 0.2% を超えると、チタン合金中に硬い TiC が形成されます。温度が高い場合、Nと反応してTiN硬質表面層も形成します。 600度を超えると、チタンは酸素を吸収して非常に高い硬度の硬化層を形成します。水素含有量が増加すると、脆性層も形成されます。ガスの吸収によって生じる硬くてもろい表層の深さは0.1～0.15mmに達し、硬化度は20%～30%になります。また、チタンは化学親和性が高く、摩擦面に付着しやすい性質があります。

(6) 熱伝導率、弾性率が小さい。チタンの熱伝導率は λ=15.24W/(mK) です。チタン合金製品の熱伝導率はニッケルの約1/4、鉄の約1/5、アルミニウムの約1/14ですが、各種チタン合金の熱伝導率はチタンの約50％ほど低くなります。チタン合金は弾性率が鋼の約1/2であるため、剛性が低く変形しやすいです。細い棒や薄肉の部品の製造には適していません。-切削時の加工面の反発がステンレス鋼の約2～3倍と非常に大きく、工具裏面の摩擦、凝着、結合摩耗が激しいです。

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