チタン合金とは何ですか？

チタン合金とは何ですか？

チタン合金は、チタンと他の化学元素との混合物を含む金属である。そのような合金は、非常に高い引張強度および靭性（極端な温度でさえ）を有する。それらは重量が軽く、異常な耐食性と極端な温度に耐える能力があります。しかし、原材料と加工のコストが高いため、軍事用途、航空機、宇宙船、自転車、医療機器、ジュエリー、高価なスポーツカーのコネクティングロッドやプレミアムなスポーツ用品やコンシューマエレクトロニクスなどの高応力成分への使用が制限されています。

しかし、 " 商業的に純粋 " チタンは許容可能な機械的特性を有し、整形外科用および歯科用インプラントに使用されているが、ほとんどの用途において、チタンは少量のアルミニウムおよびバナジウム（一般にそれぞれ重量で6％および4％）と合金化される。この混合物は、固溶度が温度と共に劇的に変化し、析出強化を受けることを可能にする。この熱処理工程は、合金が最終形状に加工された後、使用される前に行われ、高強度の製品の製造をより容易にする。

チタン合金は、一般に4つの主なカテゴリーに分類される：

中性合金元素（スズなど）および/またはアルファ安定剤（アルミニウムまたは酸素など）のみを含むアルファ合金。これらは熱処理可能ではありません。例としては、Ti-5Al-2Sn-ELI、Ti-8Al-1Mo-1Vが挙げられる。

ニアアルファ合金は、少量の延性ベータ相を含む。アルファ相安定剤に加えて、ニアアルファ合金は、モリブデン、シリコンまたはバナジウムなどの1〜2％のベータ相安定剤と合金化される。例としては、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-5Al-5Sn-2Zr-2Mo、MI685、Ti1100が挙げられる。

準安定であり、一般にアルファおよびベータ安定剤のいくつかの組合せを含み、熱処理することができるアルファおよびベータ合金。例としては、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4V-ELI、Ti-6Al-6V-2Snが挙げられる。

（モリブデン、シリコンおよびバナジウムのような）ベータ安定剤を含有し、急冷時にベータ相を維持することができ、強度を改善するために溶体化処理および老化させることができるベータおよびベータ合金を含む。例としては、Ti-10V-2Fe-3Al、Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr、Ti-13V-11Cr-3Al、Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al、Beta C、Ti-15-3が挙げられる。