チタンとチタン合金の2つの優れた特性

チタンおよびチタン合金には、高い比強度と優れた耐食性という 2 つの優れた特性があります。そのため、航空宇宙産業、化学産業、医療工学、およびレジャー産業でチタン合金が好まれています。

比強度と高温性能:

金属は密度が大きく異なります。 リチウムの密度は 0.5g/cm-3 と最も低く、オスミウムとイリジウムの密度は 22.5g/cm-3 と最も高い。 密度 5g/cm-3 は軽金属と重金属の境界点であるため、密度 4.51g/cm-3 のチタンが最も重い軽金属です。 チタンの密度はアルミニウム（代表的な軽金属）の 2 倍ですが、鉄やニッケルの約半分です（図 1.1）。

300 度以下でのみ、炭素繊維強化プラスチックの比強度はチタン合金よりも高くなります (図 1.2)。 高温では、チタン合金の比強度は特に優れています。 ただし、チタンの最高使用温度は、その酸化特性によって制限されます。 チタン-アルミニウム化合物はこの欠点を部分的に克服できるため、合金開発の焦点となっています。 従来の高温チタン合金は 500 度よりわずかに高い温度でしか使用できませんが、チタン-アルミニウムベースの合金は、十分に開発された高温鋼およびニッケルベースの超合金に直接匹敵します (図 1.2)。

耐食性:

チタンおよびチタン合金は耐食性に優れています。 以下の表にまとめたいくつかの例に加えて、チタン表面の酸化チタン膜の完全性を維持し、損傷を受けないようにして、良好な耐食性を確保することが非常に重要です。 酸化膜が損傷すると、少なくとも修復する機会があります。 したがって、チタンおよびチタン合金は、酸化雰囲気での長期耐食性を備えており、少量の酸素と水の存在で保護酸化膜を形成するのに十分です。

チタンの耐食性は、不活性金属 (多くの場合、パラジウムとルテニウム)、ニッケル、およびモリブデンを追加するか、機械で腐食防止剤を使用することによって改善できます。 広範な腐食データベースは、さまざまな媒体における特定の合金の腐食に関する情報を提供します。

チタンは、沿岸/沖合用途で優れた耐食性を備えている必要があります。 機械、技術、および腐食の理由から、新世代のオフショア プラットフォームには数千メートルのチタン合金の伝送および供給パイプラインがあります。