金属チタンの用途は何ですか?

Jan 26, 2024

航空宇宙および防衛構造物

チタン合金は、高い強度対重量比、良好な疲労性能、適度な高温耐性を兼ね備えているため、機体構造、エンジン部品、ロケットのハードウェアに使用されています。- ASTM B265 で指定され、最小引張強度が 895 MPa であるグレード 5 (Ti-6Al-4V) シートおよびプレートが翼および胴体のフィッティングの標準選択ですが、バーおよび鍛造素材は ASTM B348 に従います。チタンは燃料や酸化剤の貯蔵タンク、高圧ガスボトル、ミサイルの構造部品にも使用されており、コストよりも軽量さと耐食性が重要視される小火器の受信機、迫撃砲のベースプレート、無反動ライフルの発射管にも応用されています。

化学、石油化学、海水淡水化プラント

石油および化学産業では、チタンは、塩化物、酸化性の酸、海水を扱う反応器、熱交換器、蒸留塔、配管、ポンプ、バルブで使用されています。 ASTM B338 に準拠したグレード 2 のシートと溶接チューブが標準的な選択です。パラジウムを添加したグレード 7 は、酸の使用量を減らすために使用されます。シームレスパイプはASTM B861に準拠して購入されています。海水淡水化および発電所の復水器では、薄肉の溶接チタン管が使用されています。これは、必要な肉厚が銅合金に必要な肉厚の数分の一であるため、金属価格の上昇は、管の重量の軽減と耐用年数の延長によって部分的に相殺されます。

発電、電極、環境制御

金属チタンは、電気化学プロセス、特にチタン基板上に混合金属酸化物コーティングを備えた寸法安定性アノードが使用される場合に効果的な電極材料です。このタイプの電極は、塩素-アルカリ電池、電気めっきライン、陰極防食システム、水処理槽に使用されており、チタンは、排ガスやプロセス水が塩化物を運ぶ凝縮器や環境汚染防止装置にも使用されています。チタンは次亜塩素酸塩に対する耐性があるため、これらの用途ではステンレス鋼よりも好まれます。

医療機器とインプラント

市販の純チタンは、人工関節、骨プレート、ネジ、歯科用固定具、手術器具、インプラントハウジングなどに使用されています。インプラントの非合金グレードは ASTM F67 で規定されており、グレード 1 では酸素が 0.18 パーセント、グレード 4 では 0.40 パーセントまで制限されていますが、超低格子間バージョンの Ti-6Al-4V は ASTM F136 でカバーされており、酸素、窒素、鉄、炭素、水素の制限が厳しくなっています。ニッケルチタン形状記憶合金は、ステント、ガイドワイヤ、歯列矯正アーチワイヤ、変態温度の制御が必要な器具やアクチュエータに使用されます。

産業、冶金および消費者向けの用途

チタンは、主要な用途以外にも、ステンレス鋼や合金鋼の脱酸および合金化添加物として消費され、炭素を安定化し、粒界腐食に対する耐性を向上させます。二酸化チタンは依然として塗料、コーティング、プラスチック、紙にとって最も重要な白色顔料であり、炭化チタンと水素化チタンは超硬合金の原料や粉末冶金の原料として使用されています。外観が金に近い窒化チタンフィルムは、装飾用ハードウェア、切削工具、摩耗面などに物理蒸着によって適用されます。チタンは、繊維や皮革の色を固定するために溶解した状態で使用されたり、船舶、自動車、スポーツ用品にも少量使用されます。