グレード 2 とグレード 5 のチタン: 違いは何ですか?
Dec 10, 2025
グレード2チタンとは何ですか?
チタン2級は市販の純チタンであり、主成分はチタン(Ti)であり、含有率98.9%以上です。鉄(Fe)、酸素(O)、炭素(C)などの不純物元素を微量に含んでいますが、全体としては低合金組織であり、耐食性や延性に優れています。
グレード 2 チタンの主な特徴:
優れた耐食性: 特に塩化物環境、海水、酸性溶液において。
優れた延性と成形性: 冷間加工、スタンピング、延伸などの加工技術に適しています。
中強度: 引張強度は通常 345 MPa 程度です。
軽量特性：密度が低く、軽量化が必要な用途に適しています。
高い生体適合性：医療機器や生体インプラントに適しています。
グレード5チタン(Ti-6Al-4V)とは何ですか?
グレード 5 チタンは最も有名なチタン合金グレードです。標準グレードは Ti-6Al-4V で、6% のアルミニウム (Al) と 4% のバナジウム (V) が含まれています。純チタンをはるかに上回る強度、硬度、耐熱性を誇る強化合金素材です。航空宇宙、ハイエンド製造、精密機器などで広く使用されています。
グレード 5 チタンの主な特徴:
非常に高い強度：引張強度は900～1100MPaと高く、グレード2チタンの約3倍です。
優れた耐熱性：400度以上の温度でも良好な機械的特性を維持できます。
優れた耐食性: グレード 2 チタンよりわずかに劣るものの、ほとんどの産業環境で良好な性能を発揮します。
加工の難易度が高い: 効率的に加工するには、特別なツールと技術が必要です。
高コスト: 合金元素と改善された特性により、通常、価格は市販の純チタンよりも高くなります。
グレード2チタンとグレード5チタンの違い
グレード 2 およびグレード 5 チタンの同等グレード
| 標準 | グレード2チタン相当 | グレード5チタン相当 |
|---|---|---|
| ASTM（米国） | ASTM B348 グレード 2 | ASTM B348 グレード 5 |
| UNS | R50400 | R56400 |
| ISO | Ti-2 | Ti-6Al-4V |
| 英語 / ディン | 3.7035 | 3.7165 |
| JIS（日本） | タイプ2 | 60式 |
| GB（中国） | TA2 | TC4 |
グレード 2 チタン相当品、のようなTi-2 または TA2優れた耐食性と延性で知られており、化学処理、海洋部品、医療機器に最適です。
グレード5チタン相当品のようにTi-6Al-4V または TC4優れた強度対重量比を備えており、航空宇宙、自動車、高性能工学用途で広く使用されています。{{2}
化学組成: グレード 2 対 グレード 5 チタン
| 構成要素 | グレード2 | グレード5 / Ti-6Al-4V |
|---|---|---|
| ティ | 98.9%以上 | バル |
| O | 0.25%以下 | 0.20%以下 |
| 鉄 | 0.30%以下 | 0.40%以下 |
| C | 0.08%以下 | 0.08%以下 |
| N | 0.03%以下 | 0.05%以下 |
| H | 0.015%以下 | 0.015%以下 |
| アル | いいえ | 5.5% – 6.75% |
| V | いいえ | 3.5% – 4.5% |
物理的特性: グレード 2 対グレード 5 チタン
|
プロパティ |
グレード2 | 5年生 |
|---|---|---|
| 密度 | 4.51 g/cm3 | 4.43 g/cm3 |
| 融点 | 1665度 | 1660度 |
| 熱伝導率 | 16.0 W/m·K | 6.7 W/m·K |
| 導電率 | 1.8% IACS | 1.2% IACS |
| 比熱 | 0.52 J/g·K | 0.526 J/g·K |
| 弾性率(E) | 103GPa | 113.8GPa |
| 熱膨張係数 | 8.6×10⁻⁶ /K | 8.6×10⁻⁶ /K |
機械的特性: グレード 2 対グレード 5 チタン
|
プロパティ |
グレード 2 チタン | グレード 5 チタン |
|---|---|---|
| 引張強さ(MPa) | 345 以上 | 895 以上 |
| 降伏強さ(MPa) | 275 以上 | 828以上 |
| 伸長 （％） | 20以上 | 10以上 |
| 硬度(HRB) | 70–80 | 36～44(HRC) |
| 疲労強さ(MPa) | ~240 | ~510 |
耐食性と溶接性
どちらのグレードも耐腐食性に優れていますが、環境によって性能が異なる:
グレード 2:海水、酸化性の酸、塩化物溶液に対して優れた耐食性を示します。化学、淡水化、海洋システムに最適です。
グレード 5:合金元素により抵抗がわずかに低下しますが、より優れた性能を発揮します。高温-そして高いストレス-条件。
溶接性:
グレード 2:優れた - 予熱が不要で、溶接が簡単です。
グレード 5:アルミニウムとバナジウムのため、より困難です。不活性ガスのシールドと制御されたパラメーターが必要です。
その他の特性: グレード 2 対グレード 5 チタン
|
プロパティ |
グレード2チタン | グレード5チタン |
|---|---|---|
| 耐食性 | 素晴らしい | 良い |
| 溶接性 | 素晴らしい | 平均 |
| 被削性 | とても良い | 特別なツールと経験が必要です |
| 生体適合性 | 非常に高い (医療用インプラントで一般的に使用されている) | 高（医療部品にも使用可能） |
| 料金 | より低い | 大幅に高い |
| 共通アプリケーション | 化学、医療、オフショア | 航空宇宙、軍事、精密製造 |
コスト比較: グレード 2 とグレード 5 のチタンの価格
どちらがより高価ですか?
価格の比較:一般市場では、グレード 5 チタンは通常、グレード 2 チタンよりも 40% ～ 60% 高価です。
主な理由は次のとおりです。原材料コスト：合金元素（アルミニウムやバナジウム）によりコストが増加します。
製造難易度：グレード 5 では、溶解、鍛造、圧延時のより複雑なプロセス制御が必要となり、エネルギー消費量が増加します。
グレード 2 とグレード 5 チタンの一般的な用途
グレード 2 チタンの用途:
化学装置: 反応器、熱交換器、配管システム、腐食性の高い媒体に適しています。
海洋工学: 海水腐食に耐えるための船体コンポーネント、潜水器具。
医療機器: 入れ歯、手術器具、人間用インプラント。
環境保護装置：電気めっき、電解、電極材料。
日用品：チタンカップ、チタン食器、チタンジュエリー。
グレード 5 チタンの用途:
航空宇宙産業: 航空機構造部品、エンジン部品、ファスナー。
レーシングカーと高性能機械: サスペンション システム、エンジン コンポーネント、ブレーキ システム。-
精密製造: 3D プリントされたチタン部品、医療用インプラント、航空宇宙部品。
軍事製品: ミサイル構造物、船舶構造物。
どれを選ぶべきですか?グレード 2 対グレード 5 チタン
| 要素 | 推奨グレード | 理由 |
|---|---|---|
| 腐食性環境 | グレード2 | 最高の耐食性 |
| 高強度用途 | 5年生 | 優れた引張強度と疲労強度 |
| 溶接や製造の容易さ | グレード2 | 優れた溶接性 |
| 軽量構造設計 | 5年生 | 強度/重量比の向上 |
| コスト重視のプロジェクト- | グレード2 | より手頃な価格 |
| 医療または航空宇宙 | 5年生 | インプラントとフライトハードウェアの認定を取得 |
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