カテゴリー別アーカイブ: た行

炭化物

炭素含有量が固溶限をこえた場合に生成する化合物、チタンでは、TiCとして生成する。この炭化物は、硬くて高温まで安定で、耐摩耗性や耐熱性をたかめる機能を有し、粒子分散強化型チタン基複合材料の分散粒子として用いられる。TiCを均一微細に分散させる方法として、クロム炭化物をチタン基質に添加し、内部発生させる手法が開発されている。

 

 

 

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炭化

炭化物をつくるか、材料の中に炭素が入り込むと、鋼などの材料の中に炭素を浸透させ、炭化物を生成し基地の濃度を上げることを浸炭という。すでにできた炭化物を表面に密着させる肉盛溶接や溶射は炭化とはいわない。チタンの場合、プラズマ浸炭が実用化されている。

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チューブ

[tube]管のこと。薄肉の管とか小径の管をいう場合が多い。アメリカの規格ASTMでは、寸法に関係なく復水器と熱交換器用管のみをチューブ(tube)という。→パイプ →管

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耐候性

屋外の自然環境にさらされた材料が、大気・太陽光・雨や霧などの水分、各種の汚染物質による酸化・変色・腐食などの老化作用に耐える性質。これによって、屋外で使う材料の耐用年数が決まる。
 純チタンやチタン合金は、実用金属材料中では、もっとも耐候性に優れている。

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電気防食

材料に電流を流して腐食を防止する方法。陰極防食と陽極防食がある。陰極防食は腐食されやすい材料を陰極とする方法で、腐食されない電圧をかけるか、もっと腐食されやすい金属を陽極として接続して防蝕する。後者の場合の陽極材料は溶け出していくので、犠牲陽極という。陽極防食は、腐食されやすい材料を陽極として通電して防食する。

チタンの場合は、耐食性がよいので電気防食の必要はないが、接続して一緒に使用される他の材料が腐食されるので、その材料に対して電気防食する必要がある。たとえば、復水器に使用される鉄鋼材料は陰極防食されている。

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継目無管

シームレス管ともいう。溶接管などに見られる継目の跡のない、押出しなどで製造した管。溶接管に対する語である。
純チタンの継目無管は、通常ガラス潤滑の熱間押出し法(ユジン・セジュルネ法)とその後の冷間圧延または冷間抽伸(引抜き加工)により製造する。製造可能な概略寸法は肉厚1~10mm、直径16~100mmであるが、それより厚肉・太径の管は穿孔圧延製管法による。化学工業用にチタンが用いられた当初はよく使用されたが、チタン溶接管の製造技術が進歩するにつれ、溶接部の耐食性が母材と変わらないことや安価なことから溶接管が多く使用されるようになった。
チタン合金では、Ti-3Al-2.5V合金が航空機の油圧配管に使用されている。押出しおよび冷間圧延により製造されている。海底油田に使われるライザーチューブはTi-6Al-4V合金で穿孔圧延製管法により製造している。

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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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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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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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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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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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電気抵抗

物質に電圧Vを加えたとき電流Iが流れ、電圧Vと電圧Iとの関係が式V=IRで示されるオームの法則がなりたつ。この式のRを電気抵抗と呼ぶ。単位はΩである。なお、金属の電気抵抗は、電荷を運ぶ電子が物質中に移動する過程で、結晶格子の熱振動や不純物の存在などによって散乱する結果生じる。したがって、合金の電気抵抗の方が純金属よりも一般に大きい。

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電解槽

電解液(水溶液や溶融塩など)を入れ、電解を行う容器。容器と電極・電解液・隔膜などを含めた電解のための装置全体をいうことが多い。

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チタンクラッド材料

チタンのすぐれた耐食性を利用すると共に、コスト低減、力学的性質の補完、他の機能性能との併用をはかるため、チタンを表層として他の材料と合せ接合したクラッド材。

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抵抗溶接

接合する部分に大電流を流し、発生する抵抗熱で加熱し圧力を加えて接合する方法。スポット溶接とシーム溶接は、抵抗溶接である。チタンの抵抗溶接は、普通鋼と比較して電気抵抗が大きく発熱しやすく、熱容量が小さく加熱しやすいので有利である。重ねた材料上下の電極で加圧して溶接するので、溶融部に大気をまきこむ恐れなく、シールドガスは不要である。

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チタンクラッド鋼板

チタンを鋼板に接着した合わせ板。

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耐力

降伏点が明瞭にあらわれない金属材料の引張試験においては、0.2%の永久ひずみを生じる応力を0.2%耐力として、降伏強さのかわりに用いる。
チタンの耐力は大きく、普通鋼の179(N/mm2)に対して、純チタンは277(N/mm2)、合金は909(N/mm2)である。

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耐食性

金属が腐食に耐える性質。酸・アルカリ・海水といった腐食性の水溶液中で金属が溶解する場合と、湿度の高い空気中に放置した場合に金属表面に酸化被膜すなわち錆が発生して、金属が侵される場合とがある。純チタン・チタン合金は、実用金属材料の中で最も耐食性に優れている。(金や白金を除く)多種多様な環境で極めて安定した不動態被膜で保護され、海水中では白金に次ぐ耐食性を持つ。塩化物濃度の比較的高い領域の酸化性雰囲気で極めて安定した耐食性を持つ。

 

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耐食材料

耐食性のすぐれた材料。耐食性はチタン材料の基本性能であり、全てのチタン材料は耐食材料の側面は備えている(例外あり)が、他の特性機能が主役を演じる場合は耐食材料と呼ばれない。耐食材料と呼ばれるのは、工業用純チタン・耐食チタン合金などがある。
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耐摩耗性

材料の磨耗に対する抵抗性のこと。材料の表面が、固体や粉体などと動的に接触する、いわゆる摩擦によってすりへることを磨耗といい、磨耗の形態には、凝集磨耗・アブレシブ磨耗・腐食磨耗・疲労磨耗などがある。これらの磨耗に耐えるようにするため、種々の表面改質処理が施されるが、浸炭や窒化などによって材料表面に硬化層を形成させるのが一般的な方法である。
純チタンやチタン合金は同種金属と焼付きを起こしやすく、金属材料の中では耐摩耗性に劣るという欠点があるので、湿式めっき・窒化・ホウ化などの熱拡散法、肉盛溶接法、溶射、CVDやPVD、それにイオン注入といった表面改質法により耐磨耗性の改善がはかられている。

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