チタンは航空と深い親和性があります。 1953 年、ダグラス エアクラフト カンパニーによる DC-T 航空機エンジンのエンジン ナセルとファイアウォールにチタン材料が使用されたことが、チタンの航空用途の始まりとなりました。 それ以来、チタンは半世紀以上にわたって航空分野で活用されてきました。 チタンが航空分野で広く使用されているのは、航空機用途に適したその貴重な特性によるものです。 今日、TOPTITECH は航空機の材料にチタン合金を組み込む必要がある理由を詳しく掘り下げます。
チタンの紹介
アメリカのデュポン社がマグネシウム還元法によるスポンジチタンの量産を開始したのは1948年になってからです。 これがチタンの工業生産の始まりとなりました。 チタン合金は、高強度、優れた耐食性、高い耐熱性を備え、さまざまな分野で広く使用されています。
チタンの特徴
高強度：チタンはアルミニウム合金の1.3倍、マグネシウム合金の1.6倍、ステンレス鋼の3.5倍を上回り、金属材料の頂点に君臨します。
高い熱強度: チタンはアルミニウム合金よりも数百度高い温度で動作することができるため、450 度から 500 度の範囲の温度で長期間使用できます。
優れた耐食性：チタンは酸、アルカリ、大気腐食に対して耐性を示します。 孔食や応力腐食割れに対して優れた耐性を持っています。
優れた低温性能: TA7 などの最小限の格子間元素を含むチタン合金は、-253 度でも一定レベルの可塑性を保持します。
化学反応性：チタンは高温で化学活性が高まり、空気中の水素や酸素などの不純物と容易に化学反応を起こし、硬化層を形成します。
低い熱伝導率と弾性率: チタンの熱伝導率はニッケルの約 4 分の 1、鉄の約 5 分の 1 ですが、さまざまなチタン合金は純チタンと比較して熱伝導率が約 50% 低下します。 チタン合金の弾性率は鋼の約半分です。
チタン合金の航空機への応用
チタン合金は主に、鍛造チタンファンブレード、コンプレッサーディスク、エンジンケーシング、排気システム、翼ビームなどの構造フレームワークなど、航空機およびエンジン部品の製造に用途が見出されます。 航空宇宙用途では、圧力容器、燃料タンク、ファスナー、計器ストラップ、フレームワーク、ロケットのケーシングなどを製造する際に、チタン合金の高強度、耐食性、低温性能が利用されています。 チタン合金シートは人工衛星、月着陸船、有人宇宙船、スペースシャトルに使用されており、溶接アセンブリの構築を容易にしています。
