チタンTi1023パウダー
チタンTi1023パウダーは、10%のバナジウムと23%のニオブを含む高純度チタン合金パウダーです。強度、延性、耐食性に優れ、低密度で生体適合性に優れています。
チタンTi1023パウダーの主な特性と特徴は以下の通りです：
- 高い強度対重量比
- 優れた耐食性
- 優れた冷間および熱間加工性
- 機械的特性を調整するための熱処理が可能
- 低熱膨張係数
- 非磁性、ノンスパーキング
- 高い動作温度能力
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目次
概要
チタンTi1023パウダー は、10%のバナジウムと23%のニオブを含む高純度チタン合金粉末です。強度、延性、耐食性に優れ、低密度で生体適合性に優れています。
チタンTi1023パウダーの主な特性と特徴は以下の通りです：
- 高い強度対重量比
- 優れた耐食性
- 優れた冷間および熱間加工性
- 機械的特性を調整するための熱処理が可能
- 低熱膨張係数
- 非磁性、ノンスパーキング
- 高い動作温度能力
- 生体適合性と非毒性
チタンTi1023パウダーは、その汎用性の高い材料特性により、航空宇宙、医療、化学、海洋などの産業で多様な用途があります。
構成
チタンTi1023粉末の公称組成は以下の通りである：
| エレメント | 重量 % |
|---|---|
| チタン（Ti） | バランス |
| バナジウム (V) | 10% |
| ニオブ | 23% |
チタンTi1023パウダーは、純度99.7%以上のASTM規格に適合しています。鉄、炭素、窒素、酸素などの微量元素は厳密に管理されています。
プロパティ
チタンTi1023粉末は、バランスのとれた物理的、機械的、熱的、電気的特性を有しています：
物理的性質
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 6.50 g/cm3 |
| 融点 | 1625°C |
| 電気抵抗率 | 152 μΩ-cm |
| 熱伝導率 | 7.2 W/m-K |
| 比熱容量 | 522 J/kg-K |
機械的特性
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 引張強度 | 1050 MPa |
| 降伏強さ（0.2%オフセット） | 970 MPa |
| 伸び | 12% |
| 硬度 | 360 HV |
| 弾性係数 | 115 GPa |
粒子特性
チタンTi1023粉末粒子は、粉末の流動と成形を助ける滑らかな表面を持つ球状形態を有する。
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 粒子形状 | 球形 |
| 見かけ密度 | 2.7 g/cm3 |
| タップ密度 | 4.2 g/cm3 |
| ハウスナー比 | 1.56 |
| 粒子径 | 15 - 45 μm |
| 酸素含有量 | < 3000ppm未満 |
| 窒素含有量 | < 150 ppm |
| 炭素含有量 | < 500 ppm |
| 水素含有量 | < 100 ppm |
アプリケーション
高い比強度、生体適合性、耐食性、耐熱性といったチタンTi1023のユニークな特性は、以下に要約されるようないくつかの産業用途を可能にします：
航空宇宙
- ランディングギア、油圧チューブ、ファスナーなどの構造部品。
- 高速回転に耐えるジェットエンジンのコンプレッサーブレード
- 耐食性により極端な天候に耐える航空機外装部品
薬
- 機械的適合性、生体適合性、オッセオインテグレーションによる股関節、膝関節、骨プレート、ネジなどの整形外科用インプラント
- 滅菌および日常使用に適した手術器具および医療機器
- 咀嚼応力に耐えるインプラントと修復物
自動車
- バルブ、コネクティングロッド、サスペンションスプリングによる可動部品の軽量化
- 高温に耐える排気系部品
ケミカル
- 腐食性の強い環境用の貯蔵タンク、熱交換器、バルブ、パイプ
- 化学合成用の反応容器、凝縮器、分離器、蒸留塔
マリン
- 強度、耐キャビテーション性、ステルス性を兼ね備えた潜水艦用プロペラシャフト
- 海水淡水化プラントの熱交換器と配管の耐塩水腐食性
建築
- 屋根、パネル、梁、柱など、軽量構造で複雑な形状の加工が容易。
製品規格と等級
他のチタン合金と同様に、Ti1023粉末は、化学組成、機械的特性、微細構造、および品質基準に関する航空宇宙材料仕様でカバーされています：
| スタンダード | グレード | 状態 |
|---|---|---|
| AMS 4921 | チタン 10-2-3 | アニール |
| AMS 4928 | チタン 10-2-3 | 溶液処理と熟成 |
溶体化処理と時効処理により引張強さが10-15%増加する一方、焼鈍状態は最適な冷間成形性と機械加工特性を提供する。
サプライヤーと価格
チタン Ti1023 粉末 は、主要な特殊金属メーカーやサプライヤーから入手可能です：
| サプライヤー | リードタイム | 最小注文数量 | 価格(USD/kg) |
|---|---|---|---|
| 高度なパウダーとコーティング | 3週間 | 5 kg | 94/kg |
| ATI粉末冶金 | 4～6週間 | 10キロ | 108ドル/kg |
| ペリー・マテリアル | 2週間 | 1 kg | 115/kg |
| スタンフォード アドバンスト マテリアルズ | 在庫あり | 0.5kg | 127/キロ |
酸素と窒素の少ない高純度グレードは、通常15～25%と高コストである。小バッチのサンプリング量は、サプライヤーの在庫によって0.1-0.5kgに制限される場合があります。
比較分析
チタンTi1023は、以下の特定の用途において、他の一般的なチタン合金よりも優れています：
| 合金 | 強さ | 耐食性 | 温度能力 | こんな方に最適 |
|---|---|---|---|---|
| 市販の純チタン | 低い | 素晴らしい | 中程度 | 化学プラント設備 |
| チタン 6Al-4V | 高い | 非常に良い | グッド | 航空宇宙構造 |
| チタン 10-2-3 | ミディアム-ハイ | 素晴らしい | 素晴らしい | ジェットエンジン、生物医学インプラント |
CPチタン（グレード1-4）が全体的に最高の耐食性を提供する一方で、Ti1023は高温能力、生物学的安全性、そして要求の厳しい繰り返し荷重の状況に合わせて調整された強度レベルのバランスを取っています。
利点と限界
メリット
- 強度、延性、耐疲労性といったバランスのとれた機械的特性
- 用途に応じて特性を調整する熱処理が可能
- 過酷な環境下での優れた耐食性
- 医療用として生体適合性があり、毒性がない。
- 非磁性で優れた音波減衰特性
- 600℃までの極端な温度でも特性を保持
- 一般的なTi64グレード粉末に代わる低コスト合金
制限事項
- 化学反応性が高いため、酸素のない環境での制御された処理が必要。
- 市販の純チタンよりも延性が低い
- 鋭利な工具を必要とする焼き入れ状態での加工は困難
- 鋼やアルミニウム合金よりも高い原材料費
- 限定サプライヤーが小ロットで入手可能
よくあるご質問
Q: チタンTi1023とチタン6Al-4V合金の主な利点は何ですか？
A: チタンTi1023は、広く使用されているTi64合金と比較して、600℃までの高温でより高い強度と同等以上の耐食性、生体安全性を提供します。
Q: Ti1023粉末の粒度範囲は？
A: 標準的な粒子径は直径15～45ミクロンですが、お客様の用途に合わせてカスタマイズすることも可能です。
Q: Ti1023パウダーは特別な保管や取り扱いの注意が必要ですか？
A: 他の反応性チタン合金と同様に、Ti1023粉末は大気中の湿気や酸素から隔離された密閉容器での保管が必要です。アルゴンカバーガス下での取り扱いを推奨します。
Q: Ti1023合金の特性を調整する熱処理にはどのようなものがありますか？
A: 800℃以上の溶体化処理と450～650℃の時効処理により、強度、延性、ミクロ組織の最適な組み合わせについて、AMS 4928仕様に沿った特性チューニングが可能となる。
Q: チタンTi1023合金を加工する際の注意点は？
A: 鋭い切削工具、高圧のクーラント、遅い送り速度、厳格なセットアップを推奨します。チタンはスミアや目詰まりを起こしやすく、工具の摩耗を早める傾向があるため、その点を考慮する必要があります。
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