グレード3チタンについて知っておくべきこと

CPグレード3チタンは多くの産業にとって良い選択です。この記事では、あなたがより良い正しいチタン等級を選択するのに役立つグレード3チタンについて知っておくべきいくつかの知識を教えてくれます。.

基本定義

グレード3チタン（工業用純チタングレード3）は、チタンをベースに微量の不純物元素（鉄、酸素、炭素など）を添加した金属材料です。米国ASTM規格によると、工業用純チタンの第3レベル（CPチタン）に属し、純度は約99.5%、総不純物含有量は0.5%未満です。グレード1、グレード2に比べ、グレード3は強度が高く、工業用純チタンの中でも機械的性質が優れている部類に入ります。.

コア特性

1.高い強度と優れた靭性のバランス
グレード3チタンの降伏強度（約250-350MPa）および引張強度（約450-550MPa）は、グレード1およびグレード2（いずれも強度は約200-400MPa）よりも著しく高く、良好な衝撃靭性を維持しつつ、より高い耐荷重性を必要とする場面に適している。.

2.中程度の耐食性
酸素含有量が高いため（通常≤0.35%）、耐酸性、耐アルカリ性、耐海水性はグレード1やグレード2より若干劣るが、ほとんどの温和な環境では信頼性が高く、特に厳しい強度が要求される中程度の腐食シナリオに適している。.

3.加工のしやすさ
通常の金属加工プロセス（鍛造、プレス、機械加工など）で成形でき、熱処理効果は限定的である。通常、冷間加工によって強化される。.
4.融点が高く、熱伝導率が低い。
融点は約1660℃、熱伝導率は約17W/(m・K)で、ステンレス鋼（約15～50W/(m・K)）より低い。加工時の温度管理には注意が必要である。.

代表的なアプリケーション

1.航空宇宙
初期の頃は航空機の構造部品（ブラケットやコネクターなど）に使われていた。その後、よりグレードの高いチタン合金が普及したため、一部の油圧システムのハウジングなど、要求性能がやや低い部品に徐々に使われるようになりました。.

2.医療分野
非荷重インプラント（歯科用インプラントベースや手術器具など）の製造に使用される。強度は純チタンより優れているが、生体親和性はあまり改善されていない。現在では、チタン合金（Ti-6Al-4Vなど）が主流インプラント材料としてより一般的に使用されています。.

3.化学装置
化学反応器のライニングやパイプコネクター、特にコストと強度のバランスが求められる中程度の腐食環境では、グレード3が経済的な選択肢となる。.

4.自動車産業
耐食性と高温安定性を持つ高級自動車排気系部品だが、大規模な用途は限られている（コストは普通鋼より高い）。.

加工および使用上の注意

1.加工特性
- 冷間加工は硬化しやすいので、段階的に行い、焼鈍処理（焼鈍温度は約700～800℃）を挟む必要がある；;
- 溶接には、酸化や性能劣化を避けるために不活性ガス（アルゴンなど）による保護が必要である。.

2.腐食防止
- 強酸（塩酸、硫酸など）や高温の塩化物環境では性能が制限される。防錆コーティングを施すか、代わりにチタン合金を使用することをお勧めします；;
- 海水環境に長期間さらされると、局部的な孔食が発生することがあり、定期的な点検が必要。.

3.コスト管理
価格は純チタンとチタン合金の中間で、グレード2の約1.2～1.5倍で、強度に敏感だが予算が限られている用途に適している。.

CPチタンの他グレードとの比較

概要

グレード3チタンは、その “アップグレードされた強度と適度なコスト ”の特性により、いくつかの産業分野では依然として重要な材料です。しかしながら、チタン合金技術の発展に伴い、需要の高い場面（航空宇宙用耐荷重部品や医療用インプラントなど）におけるそのシェアは徐々に減少し、強度と中程度の耐食性をバランスさせる必要のある部品や、コストに敏感な中程度の用途など、特定の市場セグメントに焦点を当てるようになってきています。グレード3を選択する際には、強度や耐食性など特定の使用条件における実際のニーズを評価すること、過剰設計によるコストの無駄を省くこと、性能不足による隠れた危険を防ぐことを優先する必要がある。.

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