検索に移動エアバスA320のターボファンエンジンV2500では、チタン合金製のファンブレードを採用している[1]。チタン合金(チタンごうきん)とは、チタンを主成分とする合金である。チタンが持つ長所の向上や短所の改善のために、各種の元素が添加される[2]。チタニウム合金とも[3]。機械的性質を向上させた合金や、チタンが持つ優れた耐腐食性をさらに向上させた合金などがある[4]。生体適合性を持ち、これらの特性を生かして、航空機、化学プラント、スポーツ器具、医療などで使用される[5]。欠点として切削加工の難しさや、高コストであることが挙げられる[6][7]。型合金の3つに分類される。熱処理による特性変更が可能で、溶体化処理および時効処理によって組織を変化させ、特性を変えることができる。合金は、強度と靭性を兼ねることができ、溶接性や加工性も良好で、チタン合金の中で最も多用される[8]。チタンの金属組織は、常温では稠密六方構造と呼ばれる結晶構造を持っている[9]。相の結晶構造は体心立方構造に変化する[11]。相」と呼ばれる[11]。相が存在するようになる[12]。材料中の相の結晶構造が、チタン材料の性質を定める[13]。相単一のものまでのチタン合金を作ることができる[14]。型合金」の3つに大きく分けられる[15][16]。これらの3つの種類の境は必ずしも明確ではない[17]。型合金」を置いて5つで分類する場合もある[18][19]。チタン合金の種類の一般的な呼び名は、元素配合の主要組成によって表される[20]。バナジウムを加えたものとなっている[21]。相高温下でのクリープ強度や低温下での脆性破壊強度に優れている[16]。熱間・冷間ともに加工性が悪い欠点がある[22]。合金が挙げられる[23]。持つチタン合金である[24]。型合金」に分かれる[24]。相が持つ体心立方格子構造のため、結晶内のすべり面が多く、加工がしやすい[20]。熱処理を施すことによって、チタン合金の中でも最大硬さを出すことができる[22]。型合金よりも弾性率が低い[25]。相が共存するチタン合金である[23]。型合金の特徴をバランスよく組み合わせることができる[8]。製造上の調整がしやすく、扱いやすいとされる[20]。合金が挙げられる[8]。型合金」と呼ばれる種類がある[19]。型合金である[26]。合金などがあり、クリープ特性や高温強度に優れている[27]。合金などがあり、熱処理により高強度を得ることができる[28]。耐食性チタン合金[編集]チタンの最も優れた特徴の一つとして、極めて優れた耐腐食性がある[3]。チタン自体は活性金属だが、チタン表面に不動態皮膜が形成・保持されるため、チタン本体は腐食から保護される[29]。2]が使用されることが多いが、チタンは塩酸や硫酸といった非酸化性の酸には腐食される[31]。した環境に対しても耐食性を向上させるために、パラジウム、ルテニウム、白金、モリブデン、ニッケルといった元素を添加する[13]。このように耐食性に有効な元素を添加して耐食性能を高めたチタン合金を「耐食性チタン合金」、単に「耐食合金」と呼ぶ[32]。合金などがある[28]。耐食性チタン合金は、強度面においては工業用純チタンとほぼ同じである[13][33]。相や化合物相を持つ[33]。型合金に該当する[33]。相が現れたりするようになる[35]。相を安定させるように働く[36]。相の存在領域を広げる。相安定化元素と呼ばれる[37]。相安定化元素と呼ばれる[37][36]。相の存在領域を広げる[37]。スズ、ハフニウム、ジルコニウムは中性的元素と呼ばれ、変態温度にあまり影響を与えない[38][36]。共析型」の4つの典型に分けられる[39]。相の変態温度にあまり影響を与えない[40][41]。相も状態図全域に渡って固溶体として存在する[42]。相存在領域が広がる[2]。固溶限界が生じるようになり、組織が2相に分かれる[43]。相安定型を示す[39]。相安定化元素の内の鉄やクロムなどである[39]。相が状態図全域に渡って固溶体として存在するようになる[43]。相の存在領域が低温側へと広がるとともに、共析反応を起こすようになり低温側で組織が2相に分かれる[43]。相安定化元素)熱処理[編集]鋼の焼入れ焼戻しなどと同様に、熱処理を行うことによってチタン合金の機械的性質を変えることができる[44]。型合金になる連れて、熱処理による性質改変の余地が大きくなる[45]。型合金は、溶体化処理と時効処理と呼ばれる熱処理を行うことによって強度を向上させることができる[44]。溶体化処理とは、材料を加熱保持することによって溶質元素を均一に固溶させ、その後急冷させる熱処理のことで、時効処理とは、溶体化処理された材料が時間とともに材質が変化することを利用した熱処理のことである[46][47]。相の変態温度直下まで温度を上げて、溶体化処理を行うのが一般的である[48][49]。°C程度まで再度温度を上げ、一定時間保持して時効処理を行う[48]。相が微細析出する[49]。これによって硬化し、高強度となる[50]。相の大きさ・形状・容積率に左右される[50]。相の安定度によって異なる[51]。型合金に近い組織変化が起こる[52]。相が析出する[52]。相などに変化する[53]。相に分解させる[53][54]。脆性」と呼ばれる脆化が起こるので注意を要する[55]。相」と呼ばれる六方晶系の相によって引き起こされる[56]。相」と呼ばれる[57][58]。相」と呼ばれる[57][58]。他には、一定温度まで加熱後・保持後に徐冷させる焼なましも行われる。応力除去焼なまし、安定化焼なましなどが行われる[59][60]。用途[編集]F-22戦闘機では、重量ベースで機体の39%でチタン合金製部品が使用されている[61][62]。利用してチタン合金は航空機用途に広く使用される[63]。チタン合金と航空機の繋がりは深く、「チタン合金は航空機の発展とともに開発され、適用が拡大してきたと言っても過言ではない」と評される[64]。軍用機も民間機も、ともにチタン合金の適用は広い[64]。チタン合金製となっている[61]。民間機では、コストのため軍用機ほどは適用拡大は進んでいない[65]。以下のターボファンエンジン前半部にあるファンや圧縮機でチタン合金が使われている[66]。その他、ランディングギア、パイロン、コクピットの窓枠、ボルト類などで使用されている[67]。熱膨張差が小さいなどの利点をチタンは持っている[65]。適用拡大に合わせてチタン合金の適用も拡大している[65]。チタン合金製の股関節用の人工関節チタン材料は優れた生体適合性を持つため、強度が必要な整形外科用の材料として利用されている[68]。合金が使用されている。合金なども開発され利用されている[69]。合金も使われている[68]。ゴルフクラブにもチタン合金が使われており、チタンを最も使用しているスポーツはゴルフといわれる[70]。ヘッドにチタン合金を使用した1番ウッド(ドライバー)は、1990年に初めて販売されて以降、数多く市販されている[71]。チタンの高い比強度を利用して、重量増を抑えてヘッドを大きくし、スイートスポットを広げることができる[71]。合金などが使われている[72][73]。合金などがある[74]。他のスポーツやレジャーでは、自転車の高級モデルや釣り具でチタン合金が使われている[75]。チタン材料は海水に対して高い耐腐食性を持つ。そのため、海洋・船舶分野での利用拡大が探られている[76]。3]を用いている[78]。旧ソ連の潜水艦ではチタン材料を採用していた[78]。合金が採用された[79]。チタン合金の海水腐食への耐性および高い比強度を利用して、超高張力鋼の10Ni-8Co鋼を採用する場合に比較して約1トンの軽量化を達成している[79]。一方で船舶分野全体としては、主にコストを理由にチタン合金利用は広くは普及していない[80]。化学プラント分野ではチタン材料利用が普及・一般化している。耐腐食性が主なチタン材料利用の理由であるため、チタン合金よりも工業用純チタンの利用が一般的となっている[81]。合金の採用例がある[82]。合金といった耐食性チタン合金が使われる[82]。Pd(パラジウム)は高価なため、Co(コバルト)などの廉価な元素で代用した耐食性チタン合金も開発されている[83]。規格[編集]各国の工業規格において、チタンおよびチタン合金に関する規格が定められている。アメリカおよびヨーロッパでは軍事用・航空機用として耐熱や高強度を達成するチタン材料を開発して来たため、チタン材料に関連する規格の中でもチタン合金に関するものが主となっている[84]。アメリカのASTM規格で制定された種類のチタン合金は、世界的にも広く活用されている[85][86]。アメリカの金属材料識別番号システムであるUNS番号では、およそ100種類のチタン合金が登録されている[87]。なく、その耐食性を利用するためにチタン材料が活用されてきた[88]。そのため、日本の規格では耐食性チタン合金や純チタンの種類が主に制定されている[89]。2002年に設置され、国際共通規格の策定が進められている[90]。°Cとする文献もある[10]。程度のチタンを指す[30]。略で、特別にガス不純物を少なくしたもの[77]。doi:10.2493/jjspe1933.51.937。doi:10.2464/jilm.42.605。2017年7月5日閲覧。2017年7月9日閲覧。2017年7月8日閲覧。23–28外部リンク[編集]ウィキメディア・コモンズには、チタン合金に関連するカテゴリがあります。ウィクショナリーに関連の辞書項目があります。(日時は個人設定で未設定ならばUTC)。表示-継承ライセンスの下で利用可能です。追加の条件が適用される場合があります。詳細は利用規約を参照してください。Cookieに関する声明モバイルビュ。