チタンとは
チタンとは
たとえば、金属アレルギーは、金属と水が反応して発生するイオンが原因となって発症します。チタンは、このイオン発生が極端に少ないため、金属アレルギー抑制効果を示します。このように「軽い」・「強い」・「錆びない」の３大特性のほか、「人体にやさしい」」という特徴もあります。物性・機械的性質は以下の通りです。
チタンの性質及び材料規格
チタンの性質及び材料規格
1.チタン材の物理的性質
チタンを他の金属材料と比較して、以下の特徴があります。
チタンを他の金属材料と比較して、以下の特徴があります。
(1) 高溶融点である。
(2) 比重は4.54で軽い。ステンレスの約56%である。
(3) 熱膨張係数はステンレスの約50%である。
(4) 熱伝導率が小さい。ステンレスとほぼ同じ。
(5) ヤング率が小さい。
(6) 透磁率は1.0001で、非磁性体である。
(2) 比重は4.54で軽い。ステンレスの約56%である。
(3) 熱膨張係数はステンレスの約50%である。
(4) 熱伝導率が小さい。ステンレスとほぼ同じ。
(5) ヤング率が小さい。
(6) 透磁率は1.0001で、非磁性体である。
| 比重 | 溶融点 | 電気伝導率 | 熱伝導率 | 線膨張係数 | ヤング率 | |
| ℃ | %対cu比 | Cal/cm2/sec/℃/cm | /℃ | Npa | ||
| 純チタン | 4.54 | 1668 | 3.1 | 0.041 | 8.6x10-6 | 106.33 |
| Ti-6AL-4V | 4.43 | 1650 | 1 | 0.017 | 8.8x10-6 | 249.75 |
| ハステロイ | 8.94 | 1305 | 1.3 | 0.03 | 11.3x10-6 | 204.43 |
| SUS316 | 8.03 | 1400 | 2.4 | 0.039 | 16.5x10-6 | 198.94 |
| ニッケル | 8.9 | 1453 | 18 | 0.22 | 15x10-6 | 205.8 |
| 鉄 | 7.85 | 1530 | 18 | 0.15 | 12x10-6 | 205.8 |
| アルミニウム | 2.7 | 660 | 64 | 0.49 | 23x10-6 | 69.1 |
2.チタン材のJIS規格
| 種類 | 材質記号 | 化学成分(%) | ||||||||||
| AI | V | Fe | O | C | N | H | Pd | Ti | その他 | |||
| 個々 | 合計 | |||||||||||
|
純チタン
2種
|
TB340 | - | - | 0.25 以下 | 0.20以下 | - | 0.05以下 | 0.015以下 | - | 残部 | - | - |
| W340 | ||||||||||||
| Ti-6AL-4V 60種 | TAB6400 | 5.50~6.75 | 3.50~4.50 | 0.30以下 | 0.20以下 | 0.10以下 | 0.05以下 | 0.015以下 | - | 残部 | 0.01以下 | 0.40以下 |
3.機械的性質
チタンの機械的性質をSUS316と比較して、以下の特徴があります。
(1) 比強度は、チタンはSUS316に匹敵し、チタン合金はSUS316より強度があります。
(2) 疲労度は、SUS316に対して優れています。
チタンの機械的性質をSUS316と比較して、以下の特徴があります。
(1) 比強度は、チタンはSUS316に匹敵し、チタン合金はSUS316より強度があります。
(2) 疲労度は、SUS316に対して優れています。
| 種類 | 引張強度N/mm2 | 耐力 N/mm2 | 伸び % | 絞り % | 引張強さ | 耐力 |
| 密度 | 引張強さ | |||||
| TB270 | 270~410 | 165 | 40 | 75 | 7.8 | 0.66 |
| TB340 | 340~510 | 215 | 32 | 60 | 9.8 | 0.73 |
| Ti-6AL-4V | 895以上 | 825 | 16 | 30 | 21.8 | 0.92 |
| SUS316 | 588 | 265 | 65 | 70 | 7.6 | 0.45 |
4.チタン耐食性の対比
チタンの耐食性については、以下の特徴があります。
(1) 無機酸
硝酸・クローム酸等の酸化性薬品には、従来の耐食材料では耐え得ない
耐食性があります。
高温度・高濃度の場合でもきわめて優れた耐食性があります。
又、Fe/Cuのような金属イオンが溶液中にあり場合でも、腐食されません。
(2) アルカリ
苛性ソーダ、水酸化カルシウム・その他のアルカリ溶液には、
高温・高濃度においても、優れた耐性を示します。
ステンレスに見られるような穴職腐食の心配もありません。
(3) 塩化物
タンに匹敵する材料が無いくらい、格段に優れています。
特に海水に対しては、白金・金・銀に次いで耐食性を有する最良の材料です。
(4) 各種ガス
湿った塩素ガス・亜硫酸ガス・硫化水素ガス等には、優れた耐食性を示しますが、
乾いた塩素ガスには、室温でも激しく反応し、四塩化チタンを生じますので、
水分を添加する必要があります。
(5) 有機酸
酢酸・テレフタール酸その他殆どの有機酸には、優れた耐食性があります。
各々の腐食媒体に対しての耐食性は次の表のとおりです。
チタンの耐食性については、以下の特徴があります。
(1) 無機酸
硝酸・クローム酸等の酸化性薬品には、従来の耐食材料では耐え得ない
耐食性があります。
高温度・高濃度の場合でもきわめて優れた耐食性があります。
又、Fe/Cuのような金属イオンが溶液中にあり場合でも、腐食されません。
(2) アルカリ
苛性ソーダ、水酸化カルシウム・その他のアルカリ溶液には、
高温・高濃度においても、優れた耐性を示します。
ステンレスに見られるような穴職腐食の心配もありません。
(3) 塩化物
タンに匹敵する材料が無いくらい、格段に優れています。
特に海水に対しては、白金・金・銀に次いで耐食性を有する最良の材料です。
(4) 各種ガス
湿った塩素ガス・亜硫酸ガス・硫化水素ガス等には、優れた耐食性を示しますが、
乾いた塩素ガスには、室温でも激しく反応し、四塩化チタンを生じますので、
水分を添加する必要があります。
(5) 有機酸
酢酸・テレフタール酸その他殆どの有機酸には、優れた耐食性があります。
各々の腐食媒体に対しての耐食性は次の表のとおりです。
腐食媒質に対しての耐食性
| 腐食媒質 | 組成 % | 温度 ℃ | チタン | ジルコニウム | SUS316 | ハステロイC | |
| 無 機 酸 |
塩酸 HCｌ |
1 | 30 | A | A | A＊ | A |
| 沸騰 | C | A | C | C | |||
| 10 | 30 | B | A | C | A | ||
| 沸騰 | C | A | C | C | |||
| 10+0.5 CuSO4 | 70 | A | - | C | C | ||
| 35+0.5 FeCl3 | 30 | A | B | C | C | ||
| 硫酸 H2SO4 |
5 | 30 | A | A | A | A | |
| 沸騰 | C | A | C | B | |||
| 20 | 30 | B | A | C | A | ||
| 沸騰 | C | A | C | C | |||
| 80 | 30 | C | C | C | A | ||
| 沸騰 | C | C | C | C | |||
| 硝酸 HNO3 |
70 | 30 | A | A | B | A | |
| 沸騰 | A | A | C | C | |||
| 白色 発煙90 | 80 | A | A | - | C | ||
| 硝酸＋塩酸王水 | 28+17 | 30 | A | C | C | C | |
| 70 | B | C | C | C | |||
| クロム酸H2CrO4 | 40 | 90 | A | A | C | - | |
| 50 | 30 | A | A | C | - | ||
| 燐酸H3PO4 | 5 | 30 | A | A | C | A | |
| 沸騰 | B | A | C | A | |||
| 50 | 30 | A | A | A | A | ||
| 沸騰 | C | A | C | B | |||
| 85 | 30 | B | A | A | A | ||
| 沸騰 | C | C | C | C | |||
| 弗化水素HF | 5 | 30 | C | C | C | B | |
| ア ル カ リ |
苛性ソーダ Na OH | 30 | 30 | A | A | A | A |
| 沸騰 | A | A | B | B | |||
| 50 | 120 | A | A | B | B | ||
| 80 | 170 | C | A | C | B | ||
| 苛性カリ KOH | 50 | 30 | A | A | B | - | |
| 沸騰 | C | A | B | B | |||
| アンモニアNH3 | 30 | 24 | A | A | A | A | |
| 80 | A | A | B | A | |||
| 塩 化 物 |
海水 | 高流速 ＋Cl2飽和 | 24 | A | A | A＊ | - |
| 95 | A | C | C | B | |||
| 塩化カルシウム CaCl2 | 30 | 沸騰 | A | A | B＊ | A | |
| 70 | A | A | B＊ | A | |||
| 塩化アルミニウムAlCl3 | 25 | 30 | A | A | C | B | |
| 沸騰 | C | A | C | - | |||
| 塩化アンモニウムNH4Cl | 25 | 沸騰 | A | A | B＊ | A | |
| 塩化第二鉄FeCl3 | 50 | 30 | A | C | C | B | |
| 沸騰 | A | C | C | C | |||
| 塩化第二銅CuCl2 | 50 | 30 | A | C | C | B | |
| 沸騰 | A | C | C | C | |||
| ガ ス 類 |
塩素 Cl2 | 100乾燥ガス | 30 | C | A | A | A |
| 100湿潤ガス | 30 | A | C | C | B | ||
| 80 | A | C | C | B | |||
| 亜硫酸ガス SO2 | 乾燥ガス | 30-60 | A | A | - | - | |
| 湿潤ガス | 30-90 | A | A | - | - | ||
| 硫化水素 H2S | 乾燥ガス | 20 | A | A | A | - | |
| 湿潤ガス | 20 | A | A | A | - | ||
| 飽和水 | 70 | A | A | - | - | ||
| 有 機 酸 |
蟻酸 HCOOH | 10 | 100 | A | A | C | A |
| 沸騰 | A | A | C | A | |||
| 50 | 100 | A | A | C | A | ||
| 沸騰 | C | A | C | A | |||
| 酢酸 CH3COOH | 99.5 | 30 | A | A | A | A | |
| 沸騰 | A | A | B | A | |||
| カルボン酸 COOH | 10 | 60 | B | A | - | B | |
| 沸騰 | C | A | C | B | |||
| 25 | 60 | C | A | B | B | ||
| クエン酸 | 50通気 | 沸騰 | A | A | C | A | |
| 50 | B | A | C | A | |||
| 乳酸 CH3CH(OH)COOH | 50 | 100 | A | A | B | - | |
| 沸騰 | A | A | C | - |
A：0.13mm/year以下 耐食性が完全
B：0.13~1.3mm/year以下 ある程度腐食するが条件により使用可能。
C：1.3mm/year以上 耐食性不十分、使用不可能。
* 孔食その他の局部腐食を起す場合が有る。