1. 材料の純度と合金の管理
航空宇宙用チタン（通常はグレード 5（Ti‑6Al‑4V）、グレード 6、グレード 9、またはほぼ高温合金）には、酸素、窒素、水素、鉄、炭素などの格子間元素を非常に厳密に制御する必要があります。わずかな偏差でも疲労寿命と高温安定性が低下する可能性があります。工業用チタンでは、高い疲労耐性は重要ではないため、不純物に対する許容範囲が広く、グレード 1 ～ 4 の純チタン、または低コストの改質 Ti-6Al-4V がよく使用されます。
2. 機械的性能要件
航空宇宙用チタンは、超高疲労強度、耐クリープ性、破壊靱性、および極端な温度での一貫性を重視しています。エンジンや機体の長期にわたる周期的な負荷、振動、高熱に耐える必要があります。工業用チタンは、主に耐食性、成形性、基本強度に関する一般的な要件を満たしており、極度の構造負荷をかけずに熱交換器、バルブ、プレート、装飾部品などに使用されます。
3. 製造工程と熱処理
航空宇宙用合金は、厳密な熱間加工、鍛造、圧延、および溶体化処理および時効処理 (STA) や標準化された焼鈍などの精密な熱処理を経て、均一で微細な微細構造を確保します。工業製品では、構造制御がそれほど厳密ではない、より単純な熱間加工または焼きなましプロセスが使用されます。
4. 試験、検査および品質基準
航空宇宙用チタンは、AMS、ASTM 航空宇宙仕様、NADCAP 要件などの厳格な航空宇宙規格に従っています。完全な検査には、超音波試験、渦電流、室温および高温での機械試験、疲労試験、微細構造分析、および未加工のインゴットから完成品までの完全な材料トレーサビリティが含まれます。工業用チタンは、最小限の非破壊検査による日常的な機械的および寸法的検査のみを必要とします。
5. アプリケーション環境と信頼性
航空宇宙用チタンは、航空機の胴体、着陸装置、エンジンブレード、ディスク、ファスナーなど、故障が許されない重要な部品に使用されています。工業用チタンは、安全性と信頼性の基準が低く、化学装置、海洋ハードウェア、建設、日常ハードウェアに使用されます。
6. コスト
航空宇宙用チタンには、高価な原材料、複数の溶解プロセス、厳格な加工、広範なテストが必要なため、価格が大幅に高くなります。工業用チタンは製造が簡単で純度が低いため、はるかに経済的です。
要約すると、航空宇宙用チタンは、厳格な航空宇宙仕様に基づく高信頼性、高一貫性の構造材料であるのに対し、工業用チタンは、コスト効率の高い耐食性と一般的な機械的性能に重点を置いています。
