ASTM B348: 総合ガイド
目次
チタンとチタン合金のバーとビレットに関しては、 ASTM B348 は、その製造と品質を管理する標準仕様です。しかし、ASTM B348とは一体何なのでしょうか？その詳細を見てみましょう。
ASTM B348の概要
ASTM B348はチタンとチタン合金の棒材とビレットのいくつかのグレードをカバーする仕様です。これらの材料は、その優れた強度対重量比、耐食性、生体適合性により、航空宇宙、医療機器、自動車、その他の高性能産業で広く使用されています。
ASTM B348の主な内容
- タイトル:チタンおよびチタン合金の棒鋼および鋼片の標準仕様書
- 標準化団体:ASTMインターナショナル
- 素材の種類:純チタンとチタン合金
- アプリケーション:航空宇宙、医療機器、自動車、海洋、化学処理
- プロパティ:高強度、耐食性、低密度、生体適合性
ASTM B348に基づくチタンとチタン合金の種類
共通グレードとその構成
| グレード | 構成 | プロパティ | 特徴 |
|---|---|---|---|
| グレード1 | 純チタン (99.5% Ti) | 優れた耐食性、延性、成形性 | あらゆる等級の中で最も柔らかく、最も延性がある。 |
| グレード2 | 純チタン (99.2% Ti) | 強度と延性のバランスが良い | 工業用途に広く使用 |
| グレード3 | 純チタン (99.1% Ti) | グレード2より強度は高いが、延性は低い。 | より高い強度が必要な場合に使用 |
| グレード4 | ピュア・チタニウム（99% Ti） | 高強度、低延性 | 高圧用途に適している |
| グレード5 | Ti-6Al-4V (6% Al, 4% V) | 高強度、軽量、耐食性 | 最も一般的に使用されるチタン合金 |
| グレード7 | Ti-0.2Pd (0.2% Pd) | 還元性および酸化性環境における耐食性の向上 | 化学処理産業で使用 |
| 9年生 | Ti-3Al-2.5V (3% Al, 2.5% V) | 優れた強度と成形性 | 航空宇宙および産業用途に使用 |
| 11年生 | Ti-0.15Pd (0.15% Pd) | グレード1に似ているが、耐食性が改善されている。 | 海洋および化学産業で使用 |
| 12年生 | Ti-0.3Mo-0.8Ni (0.3% Mo, 0.8% Ni) | 耐食性と強度の向上 | 化学および海洋用途に最適 |
| グレード23 | Ti-6Al-4V ELI (超低界面活性剤) | 高強度、優れた破壊靭性 | 医療用インプラントや航空宇宙分野で使用 |
の特性と特徴 ASTM B348 材料
これらの材料の特性を理解することは、用途に適したグレードを選択するために不可欠です。主な特性を説明しよう：
機械的特性
| プロパティ | グレード1 | グレード2 | グレード3 | グレード4 | グレード5 | グレード7 | 9年生 | 11年生 | 12年生 | グレード23 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 引張強さ (MPa) | 240 | 345 | 450 | 550 | 895 | 345 | 620 | 240 | 483 | 860 |
| 降伏強度 (MPa) | 170 | 275 | 380 | 485 | 825 | 275 | 483 | 170 | 380 | 795 |
| エロンゲーション（%） | 24 | 20 | 18 | 15 | 10 | 20 | 15 | 24 | 18 | 10 |
物理的性質
| プロパティ | グレード1 | グレード2 | グレード3 | グレード4 | グレード5 | グレード7 | 9年生 | 11年生 | 12年生 | グレード23 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 密度 (g/cm³) | 4.51 | 4.51 | 4.51 | 4.51 | 4.43 | 4.51 | 4.48 | 4.51 | 4.54 | 4.43 |
| 融点 (°C) | 1668 | 1668 | 1668 | 1668 | 1604 | 1668 | 1638 | 1668 | 1650 | 1604 |
| 弾性係数 (GPa) | 105 | 105 | 105 | 105 | 110 | 105 | 103 | 105 | 106 | 110 |
ASTM B348材料の用途
その優れた特性から、ASTM B348材料は様々な要求の厳しい用途で使用されています。
産業用途
| 産業 | アプリケーション | 望ましい成績 |
|---|---|---|
| 航空宇宙 | 航空機部品、ファスナー、着陸装置 | 5年生, 9年生, 23年生 |
| メディカル | 外科用インプラント、歯科用インプラント、補綴物 | 23年生, 5年生 |
| 自動車 | エンジン部品、排気システム、コネクティングロッド | 5年生, 9年生 |
| マリン | 造船、海洋構造物、海水淡水化プラント | 2年生, 12年生, 11年生 |
| 化学処理 | 熱交換器、反応容器、配管 | 2年生, 7年生, 12年生 |
アプリケーション表
| 申し込み | 説明 | 推奨グレード |
|---|---|---|
| 航空宇宙部品 | 航空機・宇宙船用高強度軽量部品 | 5年生, 9年生, 23年生 |
| 医療機器 | 生体適合インプラントと手術器具 | 23年生, 5年生 |
| 自動車部品 | 軽量で耐久性のあるエンジンと排気部品 | 5年生, 9年生 |
| 舶用機器 | 海洋環境用耐食性部品 | 2年生, 12年生, 11年生 |
| 化学処理 | 腐食性物質取扱設備 | 2年生, 7年生, 12年生 |
仕様、サイズ、規格
ASTM B348材料の仕様とサイズを理解することは、適切な選択と適用にとって極めて重要です。
仕様表
| グレード | 直径範囲 (mm) | 長さ範囲 (mm) | 規格 |
|---|---|---|---|
| グレード1 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASMB348、ASME SB-348 |
| グレード2 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASMB348、ASME SB-348 |
| グレード3 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASMB348、ASME SB-348 |
| グレード4 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASMB348、ASME SB-348 |
| グレード5 | 6.35 – 203.2 | 300 – 6000 | ASMB348、AMS4928、MIL-T-9047 |
| グレード7 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASMB348、ASME SB-348 |
| 9年生 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASMB348、AMS4928 |
| 11年生 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASMB348、ASME SB-348 |
| 12年生 | 6.35 – 152.4 | 300 – 6000 | ASMB348、ASME SB-348 |
| グレード23 | 6.35 – 203.2 | 300 – 6000 | ASMB348、AMS4930 |
サプライヤーと価格詳細
ASTM B348材料の入手可能性とコストは、サプライヤー、グレード、数量によって異なります。
サプライヤー表
| サプライヤー | グレードの空き状況 | 価格帯（kgあたり） | 所在地 |
|---|---|---|---|
| チタンメタルズ社 | グレード1、2、5、7、23 | $50 – $200 | アメリカ |
| 宝吉チタン有限公司 | グレード1、2、3、4、5、9 | $40 – $180 | 中国 |
| タイム | グレード1、2、3、4、5、23 | $55 – $210 | アメリカ、ヨーロッパ |
| VSMPO-AVISMA | グレード1、2、5、9、23 | $45 – $190 | ロシア |
| 西部超電導 | グレード1、2、3、5、7、12 | $50 – $195 | 中国 |
の長所と短所を比較する ASTM B348 グレード
適切なチタン等級を選択するには、各オプションの利点と欠点を比較検討する必要があります。
比較表
| グレード | メリット | デメリット |
|---|---|---|
| グレード1 | 優れた耐食性、高い延性 | 他のグレードに比べて強度が低い |
| グレード2 | 強度と延性のバランスが良い | 耐食性はグレード1よりやや劣る |
| グレード3 | グレード2より高い強度 | 延性が低い |
| グレード4 | ピュアグレードの中で最高の強度 | ピュアグレードの中で最も延性が低い。 |
| グレード5 | 高強度、耐食性、幅広く入手可能 | より高価で機械加工が難しい |
| グレード7 | 特定環境下での優れた耐食性 | ニッチな用途に限定 |
| 9年生 | 良好な成形性、中程度の強度 | グレード5と比較すると、入手可能性は限られている。 |
| 11年生 | グレード1に似ているが、耐食性に優れる | 強度が低い |
| 12年生 | 優れた耐食性と強度 | より高価 |
| グレード23 | 高強度、医療用途に最適 | 非常に高価で、高性能アプリケーションに限定される |
よくあるご質問
| 質問 | 答え |
|---|---|
| ASTM B348とは？ | ASTM B348はチタンとチタン合金の棒材とビレットの標準仕様です。 |
| なぜチタンは航空宇宙分野で使われるのか？ | チタンは、その高い強度対重量比と優れた耐食性により、航空宇宙分野で使用されている。 |
| 医療用インプラントに最適なチタンのグレードは？ | グレード23（Ti-6Al-4V ELI）は、生体適合性と高強度により、医療用インプラントに好まれている。 |
| グレード5のチタンはグレード2と比較してどうですか？ | グレード5は強度が高く、より要求の厳しい用途に使用される一方、グレード2は低コストで特性のバランスが取れている。 |
| ASTM B348はどのような産業で使用されていますか？ | 航空宇宙、医療、自動車、海洋、化学加工などの産業でASTM B348材料が使用されています。 |
| チタンのバーやビレットはどのように製造されるのですか？ | 通常、溶解、鍛造、圧延などの工程を経て製造され、熱処理や機械加工が施される。 |
| チタンの耐食性は？ | チタンはその表面に不動態酸化膜を形成し、腐食から守っている。 |
| チタンは溶接できますか？ | はい、チタンは溶接できますが、汚染を避け、強固な溶接を保証するために特別な技術と設備が必要です。 |
| グレード5とグレード23のチタンの違いは何ですか？ | グレード23はグレード5の超低間充てんタイプで、医療用途向けに延性と破壊靭性を向上させている。 |
| ASTM B348チタンはどこで購入できますか？ | ASTM B348チタンはTitanium Metals Corp、Baoji Titanium Co、Timetのような様々なサプライヤーから購入することができます。 |
結論
ASTM B348はチタンとチタン合金の棒材と鋼片の規格を定めており、様々な用途において高い品質と信頼性を保証しています。航空宇宙、医療、自動車、化学加工など、様々なグレードとその特性を理解することで、お客様のニーズに合った材料を選択することができます。強度、耐食性、生体適合性のユニークな組み合わせにより、チタンは高度なエンジニアリングと製造において重要な材料であり続けています。
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