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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。
(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。
 
  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
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。
 
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。
 
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




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



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




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


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 - -




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。
 
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