チタン

特徴

• 比重4.51で、普通鋼の約60%の重さ。比強度は普通鋼の約2倍（東邦チタニウム）。
• 海水に対して優れた耐食性をもつ（東邦チタニウム）。経済産業省の資料も、スポンジチタンを軽量で強度・耐食性に優れた金属としている。
• 物性の例（ステンレス協会の配管マニュアルの物性表）：基本質量4.51g/cm³（同じ表の炭素鋼は7.87g/cm³）、熱膨張係数8.9×10⁻⁶/K（0〜100℃）、熱伝導率17.1W/(m·K)（20〜100℃）、縦弾性係数106,000N/mm²、磁性なし。
• 工業用純チタンの機械的性質の実測値の例：引張強さ392N/mm²、耐力（0.2%）274N/mm²、伸び42%（同マニュアル）。
• 生体適合性に優れ、イオンの溶出が少なく、アレルギーが起こりにくいとされる（東邦チタニウム）。

主な用途

• 航空機：ジェットエンジン部品（ファン、圧縮機など）、機体構造材、燃料タンク、ランディングギア、ボルト、ばね（東邦チタニウム）。経済産業省の資料では、チタン合金やニッケル合金でつくる大型鍛造品が主翼と胴体の結合部やエンジンのディスクなどに、鋳造品がタービン翼やギアボックスなどのエンジン部品に使われるとしている
• 一般産業：化学プラント・電解設備（電極、貯蔵槽、配管・バルブ）、電力・海水淡水化プラント（タービンブレード、海水淡水化装置、復水器）、熱交換器、薬品を運ぶタンクローリーのタンク
• 建築：屋根材、壁材、内外装材、モニュメントなど
• 自動車・二輪車：マフラー、コンロッド、エンジンバルブ、スプリングなど
• 医療：人工骨、心臓弁、心臓ペースメーカー、手術用器具、歯根など
• 海洋土木：鋼管杭の防食カバー、海上橋脚など
• 日用品：ゴルフ用品、テニスラケット、眼鏡、腕時計など

（航空機の一部と経済産業省の記述を除き、東邦チタニウム「チタン活躍の場」の用途例による）

加工上の特徴

• 航空機分野で使われるチタン合金は熱伝導率が小さいため、切削熱が刃先付近にこもって温度が局部的に上がりやすい。高温の刃先では工具と材料の反応が進み、摩耗が早まるという問題が挙げられている（岐阜県産業技術総合センターの研究報告が文献を引いて紹介）。
• 航空機向けのチタン合金は、削ると工具がひどく摩耗するため、加工の難しい材料に分類されている。生産現場では切削速度を低く抑え、能率を上げるときは送りを大きくして高トルクで削る方法が経験的にとられている（同センター）。
• 同センターのエンドミル加工実験（Ti-6Al-4V、超硬母材にコーティングしたインサート、ウェット、能率が同じになるよう切削速度60〜180m/minと1刃送り0.9〜0.3mm/toothを組み合わせ）では、切削速度が速いほど工具摩耗が進み、工具摩耗は1刃あたりの送りよりも切削速度の影響を強く受けた。能率を上げるには、速度を上げるより1刃送りを増やす方が望ましいとしている。
• 同センターの別の実験（Ti-6Al-4V、コーティングなし超硬の1枚刃エンドミルφ10mm、1刃送り0.2mm/tooth、径・軸方向切込み各2mm）では、逃げ面最大摩耗幅200μmまでの切削可能距離が、切削速度60.0m/minでドライ2.2mに対し、エマルジョン形の切削油剤で31.0m、ソリューション形で33.0mと長くなった。2種類の切削油剤の間には明らかな差はなかった。