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チタンは新しいタイプのバイメタルです。チタンの性能は、炭素、窒素、水素、酸素などの不純物の含有量に関係しています。最も純粋なヨウ化チタンは0.1％以下のdaoを含んでいますが、その強度と可塑性は低いです。高い。 99.5％の工業用純チタンの性能は次のとおりです。密度ρ= 4.5g /立方センチメートル、融点は1725℃、熱伝導率λ= 15.24W /（mK）、引張強度σb= 539MPa、伸びδ= 25％、断面収縮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に約4.51g / cm3で、鋼の60％にすぎません。純チタンの密度は普通鋼の密度に近いです。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、チタン合金の比強度（強度/密度）は、他の金属構造材料よりもはるかに大きくなります。表7-1を参照してください。これにより、ユニット強度が高く、剛性が高く、軽量の部品を製造できます。航空機のエンジンコンポーネント、スケルトン、スキン、ファスナー、着陸装置はすべてチタン合金を使用しています。
2.高い熱強度
使用温度はアルミニウム合金より数百度高くなっています。中温でも必要な強度を維持できます。 450〜500℃の温度で長時間使用できます。この2種類のチタン合金は、150℃〜500℃の範囲でまだ非常に高いです。アルミニウム合金の比強度は150°Cで大幅に低下しますが、比強度。チタン合金の作動温度は500℃に達する可能性がありますが、アルミニウム合金の作動温度は200℃未満です。
3.優れた耐食性
チタン合金は湿った雰囲気と海水媒体で機能し、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、および応力腐食に対して特に耐性があります。耐アルカリ性、塩化物、塩素系有機物、硝酸、硫酸に耐性があり、耐食性に優れています。ただし、チタンは、酸素とクロムの塩を減らすため、媒体に対する耐食性が低くなります。
4.良好な低温性能
チタン合金は、低温および超低温でも機械的特性を維持できます。 TA7などの優れた低温性能と非常に低い侵入型元素を備えたチタン合金は、-253°Cである程度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す。
5.高い化学活性
チタンは化学活性が高く、大気中のO、N、H、CO、CO2、水蒸気、アンモニアなどと強い化学反応を起こします。炭素含有量が0.2％を超えると、チタン合金に硬質TiCが形成されます。温度が高くなると、Nと相互作用するときにTiN硬質表面層も形成されます。温度が600℃を超えると、チタンは酸素を吸収して高硬度の硬化層を形成します。水素含有量の増加も脆化層を形成します。ガスを吸収することによって生成される硬くて脆い表面層の深さは0.1〜0.15mmに達する可能性があり、硬化度は20％〜30％です。チタンは化学親和力も高く、摩擦面に付着しやすいです。
6.低い熱伝導率
チタンの熱伝導率λ= 15.24W /（m.K）は、ニッケルの約1/4、鉄の1/5、アルミニウムの1/14です。さまざまなチタン合金の熱伝導率は、チタンの熱伝導率よりも約50％低くなっています。チタン合金の弾性率は鋼の約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を作るのには適していません。切削時の加工面のスプリングバックは非常に大きく、ステンレス鋼の約2〜3個です。時間が経つと、ツールの側面に激しい摩擦、接着、接着摩耗が発生します。
各国で一般的に使用されているチタンとチタン合金のグレードの比較表
| Numbering | China
GB/T |
International standard ISO | USA
ASTM |
Russia TOCT | France
NF |
Germany
DIN |
Japan
JIS |
| 1 | TA1 | Grade1 | GradeF1 | BT1-00 | T40 | Ti1 | Level 1 |
| 2 | TA2 | Grade2 | GradeF2 | BT1-0 | T40 | Ti3 | Level 2 |
| 3 | TA3 | Grade4A/4B | GradeF3 | BT1-0 | T40 | Ti4 | Level 2 |
| 4 | TA4 | Grade3 | GradeF4 | BT1-0 | T40 | Ti4 | Level 3 |
| 5 | TC4 | TiAl6v4 | GradeF5 | BT6 | TA6V | TiAl6V4 | YATB640 |
| 6 | TC11 | – | – | BT9 | – | – | – |
| Material Name | Chinese standard | USA standard |
| Titanium and titanium alloy sheet | GB/T3621 | ASTM B265 |
| Titanium and titanium alloy bars | GB/T2965 | ASTM B348 |
| Titanium and titanium alloy tube | GB/T3624 | ASTM B337 |
| Titanium and titanium alloy tubes for heat exchangers and condensers | GB/T3625 | ASTM B338 |
| Titanium and titanium alloy strips and foils | GB/T3622 | ASTM B265 |
| Titanium and titanium alloy cakes and rings | GB/T16598 | ASTM B381 |
| Titanium and titanium alloy wire | GB/T3623 | ASTM B863 |
|
Titanium and titanium alloy processed materials for surgical implants |
GB/13810 |
ASTM F67 |
| ASTM F136 |
一般的に使用されるチタンおよびチタン合金のグレードと化学組成（GB / T 3620.1-2007）
| Alloy grade | Chemical composition group | Main ingredients/% | ||||||||||||
| Ti | Al | Sn | Mo | V | Cr | Fe | Mn | Zr | Pd | |||||
| Chinese standard | USA standard | Russia standard | Janpan Standard | |||||||||||
| TA1ELI | Industrial pure titanium | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||
| TA1 | GR1 | BT1-0 | TP270 | Industrial pure titanium | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
| TA1-1 | GR1 | BT1-00 | Industrial pure titanium | ≤0.20 | – | – | – | – | – | – | – | – | ||
| TA2ELI | Industrial pure titanium | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||
| TA2 | GR2 | TP340 | Industrial pure titanium | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||
| TA3ELI | Industrial pure titanium | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||
| TA3 | GR3 | TP450 | Industrial pure titanium | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||
| TA4ELI | Industrial pure titanium | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||
| TA4 | GR4 | TP550 | Industrial pure titanium | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||
| TC4ELI | Ti-6Al-4VELI | 5.5～6.5 | – | – | 3.5～4.4 | – | – | – | – | – | ||||
| TC4 | GR5 | BT6 | TAP6400 | Ti-6Al-4V | 5.5～6.75 | – | – | 3.5～4.5 | – | – | – | – | – | |
| TA9 | GR7 | TP340Pb | Ti-0.2Pd | – | – | – | – | – | – | – | – | 0.12～0.25 | ||
| TA9-1 | GR11 | Ti-0.3Pd | – | – | – | – | – | – | – | – | 0.12～0.26 | |||
| TA18 | GR9 | OT4-B | TAP3250 | Ti-3Al-2.5V | 2.0～3.5 | – | – | 1.5～3.0 | – | – | – | – | – | |
| TA10 | GR12 | Ti-0.3Mo-0.8Ni | – | – | 0.2～0.4 | – | – | – | – | – | – | |||
| Main ingredients/% | Impurities, not more than/% | ||||||||||
| Ni | Cu | Nb | Si | B | Fe | C | N | H | O | Other elements | |
| single | total | ||||||||||
| – | – | – | – | – | 0.1 | 0.03 | 0.012 | 0.008 | 0.1 | 0.05 | 0.2 |
| – | – | – | – | – | 0.2 | 0.08 | 0.03 | 0.015 | 0.18 | 0.1 | 0.4 |
| – | – | – | ≤0.08 | – | 0.15 | 0.05 | 0.03 | 0.003 | 0.12 | – | 0.1 |
| – | – | – | – | – | 0.2 | 0.05 | 0.03 | 0.008 | 0.1 | 0.05 | 0.2 |
| – | – | – | – | – | 0.3 | 0.08 | 0.03 | 0.015 | 0.25 | 0.1 | 0.4 |
| – | – | – | – | – | 0.25 | 0.05 | 0.04 | 0.008 | 0.18 | 0.05 | 0.2 |
| – | – | – | – | – | 0.3 | 0.08 | 0.05 | 0.015 | 0.35 | 0.1 | 0.4 |
| – | – | – | – | – | 0.3 | 0.05 | 0.05 | 0.008 | 0.25 | 0.05 | 0.2 |
| – | – | – | – | – | 0.5 | 0.08 | 0.05 | 0.015 | 0.4 | 0.1 | 0.4 |
| – | – | – | – | – | 0.25 | 0.08 | 0.03 | 0.012 | 0.13 | 0.1 | 0.3 |
| – | – | – | – | – | 0.3 | 0.08 | 0.05 | 0.015 | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
| – | – | – | – | – | 0.3 | 0.08 | 0.03 | 0.015 | 0.25 | 0.1 | 0.4 |
| – | – | – | – | – | 0.2 | 0.08 | 0.03 | 0.015 | 0.18 | 0.1 | 0.4 |
| – | – | – | – | – | 0.25 | 0.08 | 0.05 | 0.015 | 0.12 | 0.1 | 0.3 |
| 0.6～0.9 | – | – | – | – | 0.3 | 0.08 | 0.03 | 0.015 | 0.25 | 0.1 | 0.4 |