カテゴリー別アーカイブ: チタン辞典

異方性

異方性とは物質の物理的性質が方向によって異なることであるが、チタン板圧延材で圧延方向とその直角方向で機械的性質に差が認められる。これはチタンの結晶組織が最密六方晶でその長軸(C軸)方向が当初ランダムであったのが圧延加工が進むにつれて減肉に対して抵抗するような向き(板厚方向に結晶のC軸が立ってくる向き)に結晶組織が並んでくることに起因する。実用上、この異方性が問題になることもあるので、厳しい張出し成形のような場合には配慮が必要になる。

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窒化

窒化物を生成するか、材料の中に窒素が入り込むこと。窒化チタン(TiN)は非常に硬いので耐摩耗用に、また鮮やかな金色を示すので意匠用に早くから使用されてきた、チタンを窒化するのは、⑴高温高純度窒素ガス中に保持、⑵高温の純TiN粉中に保持、⑶高温の100%窒素ガス中でグロー放電させるイオン窒化などがある。

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遅れ破壊

高張力鋼などが静的な引張荷重を加えられたままの状態で長時間を経過した後、突然破壊する現象。原因は、腐食環境または周辺雰囲気中に存在する水素ガスが徐々に鋼中に拡散浸透して微小な割れをつくったり、材料内部に存在した欠陥部に集まり、その量があるレベルに到達すると、水素脆性をひきおこすことによる。したがって、破壊までの時間は、応力が小さいほど、また温度が低く、拡散浸透する水素の量が少ないほど長くなる。純チタンやチタン合金では通常の環境下では発生しないが、水素を吸収するような環境下では水素脆化をおこすので、遅れ破壊には十分な注意が必要である。
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クラーク数

地球の表層部(気圏・水圏と深さ約16kmまでの地殻、合計は地球全質量の約0.7%)に存在すると推定される各元素の量を質量%で表した値。

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応力除去焼なまし

低温焼なまし・ひずみ除去焼なましともいう。強度や延性に影響を及ぼさず、残留応力のみを除去するために、比較的低温で行われる焼なましであり、純チタンは約400~600℃である。

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アモルファス合金

[amorphous alloy]

常温の固体状態でも結晶構造をもたず、アモルファス構造をした合金。製造方法には、ロール法(箔)・ガスアトマイズ法(粉末)・液中紡糸法(細線)などがある。通常の結晶質合金とはいちじるしく異なった性質を示し、高強度材料・耐食材料・高透磁率材料などとして実用化されている。

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コーティング

材料表面に他の材料を塗布または接着すること。
コーティングには(1)スプレー塗装などの塗装、(2)電気めっきなどの湿式めっき、(3)PVD法・CVD法などの乾式処理がある。→ 表面処理

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工業用純チタン

略称CPチタン。純チタンとも言う。純金属が工業材料として広範に用いられているのはチタンのみで、この状況を強調して名付けられた名称。スポンジチタンの製造工程では、酸素・窒素・炭素・水素などが残留し、また反応容器から鉄などが混入し、スポンジチタンにはかなりの不純物元素がふくまれている。

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イオン伝導

イオンの拡散による電気伝導、イオン伝導はイオンの拡散速度が律速するので、温度が高いほど伝導度は大きくなる。セラミックスのなかには、安定化ジルコニアなどのイオン伝導をする物質や混合導電体のTiS₂などがある。

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アナターゼ

鋭錐石ともいう。二酸化チタン(TiO2)の結晶型の一つ。高温でルチルに転移する。この結晶型の鉱石のこともアナターゼとよび、また天然アナターゼともいう。ブラジル・ミナスジェイラス州のアラシヤ地区で1971年にアナターゼ型のTiO2大鉱床が発見された。埋蔵量は5千万トン以上といわれる。ニオブ鉱石・希土類鉱物と共存しているため、不純物の関係で今のところチタン資源としては利用されていない。
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SPF/DB

超塑性成形/拡散接合ともいう。二層の金属組織をもち超塑性をおこす金属材料の板を高温で超塑性を利用して成形し、同時にその温度で拡散接合する。変形速度が小さいので超塑性変形には長時間かかり、その間に拡散接合を行いことが出来る。チタンでは成形の難しいチタン合金の板に多く適用されている。使用例として、Ti-6Al-4V合金の板からアルゴンガス圧力を利用して、航空機用各種パネルがSPF/DBにより製作されている。

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アサーマルω相

[athermal ω phase]

非熱的ω相・焼入れω相ともいう。チタン合金のβ相において、焼入れ過程で生成するω相。β相安定度の比較的低い組成で、無拡散変態で生じるから、急冷によりその生成を阻止することはできない。

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MMC

[metal matrix composite] 金属材料を基質とする複合材料。基質と強化材の種類で分類される。

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冷却速度

熱処理温度から冷却する速度、処理の目的に応じて、徐冷・空冷・急冷が適用される。おおむね、徐冷と空冷は焼きなまし、急冷は溶体化処理に対応する。

冷却速度は、時効処理ではほとんど問題にならないが、処理温度が高いものほど問題になり、特に拡散変態の生成を阻止することが必要な溶体化処理ではもっとも重要な因子である。

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チタン粉末

直径が約300μm以下のチタン粒。チタン粉末には、スポンジチタンを破砕してつくるスポンジチタン粉末。チタンを水素化して破砕し脱水素するHDH粉末、滴下する溶湯に高速アルゴンガスを吹付けてつくるガスアトマイズ粉末。高速回転するチタン電極を溶解してつくる回転電極法粉末などがある。チタン粉末製品の特徴は、歩留りの向上と工程短縮によるコスト低減。切削費の低減、溶解法では不可能な高性能チタン合金の製造などがある。

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アップグレーディング

一般に「改良・格上げする」あるいは「等級を上げる」の意。チタン製造ではイルメナイト中の鉄を除去し、酸化チタン(TiO2)純度を上げるプロセスをいう。

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溶射

金属やセラミックス粒子を高温に加熱溶融し、素材表面に高速で衝突させ被覆する方法。熱源として、フレーム・爆発・アーク・プラズマがある。大気中で処理可能だが、気孔などの欠陥が多く密着性が不十分である。チタン合金の表面に12%コバルトを含むタングステン炭化物をプラズマ溶射するとしゅう動疲労が改善する報告がある。

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エリクセン値

板材の張出し性を評価するエリクセン試験によって求められた値。
エリクセン試験は、試験片をダイスとしわ押さえで拘束し、穴径27mmのダイス穴内に球径20mmのポンチで張出す試験である。JIS Z2247に、エリクセン値は「エリクセン試験において、試験片の少なくとも1ヶ所に、裏面に達する割れができるまでに、パンチ先端がしわ押え面から移動した距離をミリメートルであらわす」と定められている。
チタンのエリクセン値は、もっとも成形性のよいJISの1種でもステンレス鋼(SUS304)よりも低く、張出し性はよくないが、結晶粒を大きくすることによりある程度改善できる。

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焼鈍

焼なまし。焼なましの旧用語。

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酸化皮膜

酸素と結合して酸化物が表面に生成した膜。チタンの酸化皮膜は、常温大気中において表面に数nmの厚みで非常に強固に生成し、これがすぐれた耐食性などを生み出す。掻きキズなどで酸化皮膜を除去しても、自動的に瞬時に酸化膜が生成するのでチタンの表面特性は損なわれない。酸化皮膜の厚さは、加熱や陽極酸化により厚くできる。酸化皮膜の厚みにより、表面の色が決まる。

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