カテゴリー別アーカイブ: チタン辞典

転造

溝などのついた複数の型(ダイス)の間を回転しながら押しつけ加工すること。純チタンの溝付き管(フィンチューブ)やネジの製造に常温で使用される。

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高温強度

常温以上の温度における強度。高温で使われる機器を構成している材料の引張強さ・破壊靱性値・クリープ強さ・疲労強度などの機械的性質が、温度の上昇にともなってどのように変化(低下)していくのかを知ることは、高温用機器の設計にあたって重要な情報となる。

一般に、金属材料の強度は温度の上昇にともなって低下するが、TiAlやNi3Alなどの金属間化合物の引張強さは、常温から800℃前後までは上昇し、以後低下するので、1000℃以上の高温で使われる機械部品にとっては将来有望な材料である。

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応力腐食割れ

SCCとも言う。腐食環境に置かれた金属材料に引張応力が負荷され続けると、応力腐食に起因する割れが発生し、それが時間の経過と共に拡大して、最終的には破断に至る現象。応力腐食割れは純金属よりも合金で生じやすい。また、材料本来の破断応力よりもずっと小さな応力でも破壊に至ることがある。負荷応力が大きい場合は、比較的弱い腐食環境でも破壊に至る。チタンはステンレス鋼に比べ応力腐食割れ感受性は小さい。

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光輝仕上げ

金属光沢をもち、輝きのある板表面の状態またはその表面処理。チタンの場合は通常、真空焼きなまし上がりの表面のことをいう。光輝肌・真空焼きなまし肌ともいう。
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耐食チタン合金

チタンの耐食性を合金元素添加により改善した合金、
工業用純チタンは、海水程度の環境下での全面腐食に対しては、ほぼ完全な耐食性を示す。しかし、高濃度塩化物イオンの高温環境下では、局部腐食の一種である隙間腐食が生じる。また非酸化性環境下での耐食性は劣る。この両者の耐食性を改善した合金を耐食チタン合金という。前者に対しては、貴金属元素添加が効果的であることが明確にされ、Ti-0.15Pd合金を発端とする耐隙間腐食チタン合金が開発されている。後者に対しては多量のモリブデン・タンタル・ジルコニウムの添加が有効であることが明らかにされ、Ti-15Mo-5Zr-3Al合金などが開発されている。

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一段還元法

[single stage reduction]

四塩化チタン(TiCl4)をナトリウム(Na)で還元して金属チタンを製造する方法(→ナトリウム還元法)の一つ。二段還元法がTiCl4をNa還元によって一旦ニ塩化チタン(TiCl2)にして、さらにNaで還元してチタンを得るのに対し、1回の反応TiCl4+4Na=Ti+4NaClでチタンをつくるプロセスである。

 

 

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ニアネットシェイプ

機械加工した最終製品の形状に近く、切削量の少ない形のこと。チタン合金の型打鍛造において、恒温鍛造は最終形状に近い薄肉に鍛造できるので、ニアネットシェイプに加工出来る。

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AP

焼きなましと酸洗のこと。チタンでは、大気中で焼きなましした場合は必ず脱スケールのため、ショットブラストまたはソルトバス処理をしたあと酸洗処理を行うので、このように並べていう。

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ワイヤーともいう。細くて長い材料のこと。チタンでは、通常直径8mmより小さい場合にいうが、コイル状になっている場合それより大きな直径でも線という。アメリカの規格ASTMでは、線(wire)は最大断面長さが0.5~4.8mmの寸法である円またはその他の断面を持つ材料と規定している。チタンの線は、熱間圧延により製造しコイル状に巻きとられ、細いものは焼きなまし・脱スケールの後、冷間引抜きにより所定の寸法まで加工される。細いものでは直径10μm以下の線が製造されている。チタン線はメガネフレーム、各種フィルター、各種電極などに使用されている。

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靱性

材料のねばり強くて外力が加えられても破壊されにくい性質。高い強度と大きな延性をかね備えているものが靱性に富む。すなわち引張試験で得られる、応力-ひずみ曲線の下の部分の面積が大きいことである。チタン合金は靱性においても、他の金属材料と比較して何らの遜色もない。

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クリープ強さ

一定の温度のもとで、規定した試験時間後に、材料に規定したひずみを生じさせる応力。一般的には1000時間で1%、0.1%、0.01%のひずみを生じさせる応力が用いられる。クリープ強さを調べる試験では、温度を一定に保って、応力とひずみの時間変化との関係を求め、これを複数の温度条件について行い、規定時間後に規定ひずみを生じる応力をその温度でクリープ強さとする。なお、一定温度のもとで一定時間経過後に破断するときの応力はクリープ破断強という。

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金属射出成形

MIM(ミム)ともいう。金属粉末をバインダーとまぜた後、スクリューシリンダー内に供給し、ノズル(口)から押し出して型に充填して成形し、脱バインダー・焼結して粉末製品をつくる方法。比較的小さい複雑形状のものを大量につくる場合に適する。チタンの粉末が安価に多量供給されるようになると広く使われる可能性がある。

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アルカリイオン整水器

[alkaline ion making equipment]

大気汚染、環境ホルモンと健康をおびやかす要因は増える一方である。このような生活環境のなかで健康に関する関心は強く、数多くの健康食品などがあふれている。そのうちの一つにアルカリイオン水がある。これは水道水を電気分解すると水酸化物イオンが陽極側に移動してアルカリイオン水が生成する。陰極側には水素イオンが集まり酸性水ができる。アルカリイオン水は胃酸過多・下痢などの防止に、酸性水はその殺菌作用から食器洗浄などに利用できる。この電気分解に使う電極(陽極と陰極があるが、水道水中のカルシウムイオンが電極に付着するので、陽極・陰極を交互に入れかえて使っている)にチタン表面に白金を焼成したものを使う。従来のフェライトやカーボン電極が短寿命であったのを大幅に改善した。白金焼成チタン電極の寿命は10年以上といわれている。

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フープ

薄肉溶接管用のストリップのこと。ストリップを溶接する前に、輪状にロール成形するのでフープという。純チタンのフープはコールドストリップを目的の溶接管に必要な幅に合わせてスリットしてつくる。

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型材

圧延または押出しにより製造した各種の断面をもつ材料。L字型断面をアングル、コの字型断面をチャンネルという。その他、複雑な断面形状の型材が多くある。純チタンの型材は、主として熱間圧延により製造され、厚み3~10mmのアングル、厚み3~6mmのチャンネルが市販されている。アングル、チタン合金の型材は、主として熱間押出しで製造され、航空宇宙用に多種多様な形状の型材が製造されている。

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展伸材

ミル製品ともいう。展伸により製造した材料。圧延・押出し・鍛造などの加工を展伸という。チタンの展伸材は、板・条・棒・線・鍛造品・継目無管・溶接管・スラブ・ビレットなどインゴット以降の塑性変形した加工品をいう。広義に使う場合は、鍛造品・粉末加工品を含め、原料のスポンジチタンと鋳塊を除く全てのチタン製品をまとめていう。

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スポンジチタン粉末

スポンジファインということもある。スポンジチタンからつくるチタン粉末。ナトリウム法により製造したスポンジチタンは、粒度が小さく割れやすいので破砕によりつくる。クロール法スポンジチタンは割れにくく通常製造できない。150~250μmの粒度で、酸素含有量は低く、プレス成形性はよいが、粉末製品の疲労強度を低下させる塩化物をふくむ。

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スピニング加工

板を成形する方法の一つ。板を回転する型(マンドレル)にとりつけ、へらまたはローラーなどの工具を押しつけ、マンドレルと同じ形状に成形する方法。円錐など回転対称形状品の製造に適する。すでに回転形状になった管の薄肉化にも利用できる。
スピニング加工はチタン板に適した成形法の一つである。チタン板が回転するため、潤滑の問題がプレス成形ほど大きくなく、鍋・各種容器の成形に使用される。

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HDH粉末

HDHは水素化脱水素粉末ともいう。クローク法スポンジチタンまたはチタン材料を水素化して粉砕し、脱水素して製造したチタン粉末。スポンジチタンは多孔質であるが粘りがあるので、そのまま粉砕して粉末にするのは困難で、水素化すれば脆くなるのでそれを利用して粉末を作る。水素化チタンTiH2の組成まで吸収させればもつろんであるが、その組成まで吸収させなくても安易に粉砕が可能である。脱水素は、500℃以上の温度で行い、温度が高くなると水素の放出ははやいが、粉末の焼結がおこるので注意する必要がある。

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減圧吸引鋳造

大気圧に近いアルゴン雰囲気下で溶解し、真空引きした減圧下の鋳型に鋳込む方法。歯科用や評価用ボタン鋳塊など小さい鋳物では、タングステン電極アーク溶解や高周波誘導溶解が用いられ、レビテーション溶解を用いた例もある。減圧下に鋳込む方法としては、底に穴の開いたるつぼ内で溶解しパワーアップして底をぬく方法、上方へ吸い上げる方法などがある。
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