Tiの機械的特性は室温と高温で変化します

1. 室温（25℃）における機械的性質

商業用純粋 (CP) チタン (例: GR.1/GR.2)

CP チタンは室温で単相の微細構造を持ちます。-。引張強さの範囲は 240 ～ 485 MPa (GR.1 ～ GR.2)、伸び値は 20 ～ 30%、高い破壊靱性 (60 MPa·m¹/² 以上) です。特性は格子間元素 (O、N、C) によって支配されます。酸素含有量が高くなると強度は向上しますが、延性は低下します。 CP チタンは室温では優れた成形性と耐食性を備えているため、化学配管や医療インプラントなどの非高応力用途に適しています。--

.+ チタン合金 (例: GR.5/Ti-6Al-4V)

GR.5は室温でデュアル+フェーズ構造となっています。焼きなまし状態では、引張強度は 860 – 900 MPa、降伏強度は ~ 800 MPa、伸びは ~ 10 – 15%、疲労強度 (107 サイクル) は ~ 400 MPa に達します。バランスのとれた微細構造により、強度、延性、靱性のトレードオフが実現されます。一方、その低い弾性率（110 GPa、鋼の約 50%）により、生物医学用インプラントの応力シールドが低減され、航空宇宙構造の振動減衰が向上します。-

2. 高温（200℃/300℃）における機械的性質

強度と剛性の低減

200 度では、アニールされた GR.5 の引張強度は室温と比較して約 10 ～ 15% (750 ～ 780 MPa) 低下し、300 度では約 20 ～ 25% (650 ～ 700 MPa) 低下します。転位移動度の増加と原子間結合力の減少により、降伏強度も低下します（200 度で約 700 MPa、300 度で約 600 MPa まで）。チタンの弾性率は温度とともに直線的に減少し（室温での 110 GPa から 200 度で約 105 GPa、300 度で約 100 GPa まで）、構造の剛性が低下します。

耐クリープ性

クリープ（一定の荷重下での時間依存の塑性変形）は、チタン素材の温度が 200 度を超えると顕著になります。- CP チタンは 300 度でのクリープ耐性が低く、長期間の静荷重に耐えることができません。-一方、GR.5 などの合金はより優れたクリープ性能を示します。300 度で 200 MPa の応力下で、1000 時間後のクリープひずみは 0.1% 未満であり、航空宇宙エンジンのケーシングや排気部品（通常は 400 度以下で動作する）の要件を満たしています。 ). -焼きなまされた GR.5 は、転位の移動を妨げる層状 + 微細構造により、300 度での焼きなましまたは STA グレードよりも高い耐クリープ性を備えています。

延性と靭性の変化

GR.5 の伸びは、加工硬化の低下により 200 度でわずかに増加します (約 15 ～ 18%) が、300 度では、粒界の滑りと酸化による脆化が顕著になるため、減少し始めます (約 10 ～ 12%)。高温により相境界での微小空隙の形成が促進されるため、破壊靱性も 300 度で約 10% 低下します。

3. 極低温（-196 度）における機械的性質