グレード7チタンは、正式に指定されていますTi-0.15pd（チタン-0.15％パラジウム）は、少量のパラジウムで安定化された商業的に純粋な（CP）チタンの特殊なバリアントです。それは、グレード5 TI-6AL-4Vのようなマルチエレメントチタン合金ではなく、未解決のチタンのカテゴリーに該当しますが、標準のCPチタンの重大な制限に対処するために修正されています：局所腐食に対する耐性の低さ。
このグレードは、ASTM B265（チタンプレート、シート、ストリップ用）、AMS 4928（航空宇宙材料仕様）、および製造、テスト、パフォーマンスの要件の概要を概説するISO 5832-7などの業界標準で定義されます。パラジウムの添加は重要な差別化要因です - 特に硫酸、熱い塩化物溶液、停滞した海水、特定の化学プロセスの流れなどの腐食性環境に耐える材料の能力が向上します。
グレード7チタンは、低密度（約4.51 g/cm³、鋼の密度が約60％）、優れた生体適合性（医療用途に適したものになる）、優れた形成、適切な技術で溶接、機械加工）を含むCPチタンのコア利点を保持します。その主要な用途は、化学処理（原子炉、熱交換器、バルブ）、オフショアおよび海洋工学（海底成分、ファスナー）、石油およびガス（ダウンホールツール、井戸用装備）、医療機器（床の液体に露出した埋め立て可能なコンポーネント）など、腐食抵抗が最も重要な産業です。また、その機械的特性は非常に低い温度（-253度まで）で安定したままであるため、極低温システムでも使用されます。
グレード7チタンの化学組成は、特に腐食抵抗と機械的安定性の観点から、一貫した性能を確保するために、国際基準（例：ASTM B265、ISO 5832-7）によって厳しく制御されています。組成はチタンによって支配されており、パラジウムは主要な（そして意図的な）合金要素として、および材料の特性の妥協を避けるために厳密に制限された不純物の微量の量です。
主要なコンポーネントの典型的および最大許容範囲（重量率）は次のとおりです。
チタン（TI）：残りの組成（約99.78〜99.88％）を占めるベースメタル。この高いチタン含有量により、材料は、低密度や生体適合性など、CPチタンの固有の特性を保持します。
パラジウム（PD）：0.12〜0.20％の範囲で存在する重要な合金要素。この小さくて正確な追加は、グレード7を標準のCPチタングレードと区別するものです（例：グレード2）。パラジウムは、チタン表面上のより安定した受動的な酸化物層の形成を促進することにより、腐食安定剤として機能します。
鉄（FE）：最大0.25％に制限された一般的な不純物。過剰な鉄は腐食抵抗を減らし、脆性を増加させる可能性があるため、その濃度は厳密に制御されます。
炭素（c）：最大0.08％に制限されています。炭素はチタンで炭化物を形成する可能性があり、それが材料を弱め、その延性を低下させる可能性があるため、低レベルに保たれます。
窒素（n）：最大0.05％に制限されています。窒素は強度を高めることができますが、延性と耐食性を低下させるため、その含有量は制限されます。
水素（H）：最大0.015％に制限されています。水素はチタンに非常に有害です。それは、「水素抱負」を引き起こす可能性があるためです。したがって、水素の厳密な制御は、構造の完全性にとって重要です。
酸素（O）：最大0.20％に制限されています。酸素はチタンの一般的な不純物であり、強度をわずかに増加させますが、延性を減らすことができます。その濃度のバランスは、良好な強度核率比を維持します。
グレード7チタンITS組成には、CPチタンの純度と生体適合性を維持するために意図的に簡単に存在する他の意図的な合金要素はありませんが、パラジウムを活用して腐食保護を強化します。
グレード7チタンの機械的特性は、パラジウムによって可能になった耐食性を保持しながら、強度、延性、形成性のバランスをとるように調整されています。これらの特性は、標準条件（室温、特に指定がない限り）で測定され、ASTM B265やAMS 4928などの標準で定義されます。特性は、材料の熱処理（例えば、アニール、コールドワーク型）および製品形（例、シート、プレート、バー）に基づいてわずかに異なる可能性があることに注意することが重要です。
引張強度（UTS）：通常、483 MPaから621 MPa（70,000〜90,000 psi）の範囲です。この中程度の強度は、酸素含有量とパラジウムの添加が制御されているため、グレード1 CPチタンの強度よりも高くなりますが、グレード2よりわずかに低いです。強度のニーズが腐食抵抗と形成性とバランスが取れているほとんどの化学処理および海洋用途には十分です。
降伏強度（0.2％オフセット）：通常、345 MPaから483 MPa（50,000〜70,000 psi）の範囲です。降伏強度とは、材料が永続的に変形し始めるストレスです。この範囲により、グレード7は過度の変形なしに動作負荷に耐えることができます。
休憩時の伸び：通常、20〜25％（1.6 mm以下の厚さのシートまたはプレートの場合）。高い伸長は良好な延性を示します。つまり、材料をひび割れずに伸ばしたり、曲げたり、複雑な形に形成したりすることができます。これは、溶接、ローリング、曲げなどの製造プロセスに重要です。
弾性率（ヤング率）：約110 GPa（16 x 10秒psi）。この値は他のCPチタングレードに似ており、鋼の弾性率の約半分です。つまり、グレード7はストレス下でより柔軟になります（振動減衰または限られた偏向が必要なアプリケーションに役立ちます）。
硬度：通常、150〜180 HV（ビッカーズの硬度）または80〜90 HRB（ロックウェルB）。その適度な硬度は、それが過度に脆くないことを保証し、適切なツール（たとえば、炭化物の切削工具）で機械加工することができ、非アブラジー環境に十分な耐摩耗性を提供します。
疲労強度：10秒サイクル（室温、完全に反転した負荷）で、グレード7の典型的な疲労強度は172〜207 MPa（25,000〜30,000 psi）です。これにより、化学ポンプの海洋ファスナーや回転コンポーネントなど、繰り返しまたは循環荷重を受けるアプリケーションに適しています。
極低温特性：一部の金属とは異なり、グレード7のチタンは、非常に低い温度（-253度まで）で延性と靭性を保持しています。極度の温度では引張強度と降伏強度がわずかに増加しますが、伸びは依然として高くなります。
特に、グレード7の機械的特性は、延性と耐食性を最大化するためにアニール状態で主に使用されるため、合金チタングレード（例：グレード5）と比較して熱処理に敏感ではありません。コールドワークは、その強度を高める可能性があります（たとえば、最大700 MPaまでの引張強度）が、延性を低下させる可能性があるため、これは特定の高強度アプリケーションでのみ行われます。
グレード2およびグレード7チタンはどちらも商業的に純粋な（CP）チタンに分類されます。つまり、主に最小の合金要素を持つチタンで構成されていますが、組成、腐食抵抗、機械的特性、および用途が大きく異なります。これらの違いは、グレード2にはパラジウムの意図的な追加から7グレード7にありません。以下は、重要な区別の詳細な内訳です。
まず、in化学組成、グレード2は、意図的な合金化要素のない「標準」の未成年CPチタンです。ITS組成物は99.6％+チタンで、微量不純物（0.30％以下、0.25％以下、0.08％以下の炭素が0.08％以下、0.05％未満のパフォーマンスを維持します。対照的に、グレード7はaですパラジウム安定化CPチタンは、同じ微量不純物に加えて0.12〜0.20％のパラジウム（唯一の意図的合金要素）を含む（例えば、0.25％以下、酸素が0.20％以下である酸素）。このパラジウムの添加は、2つのグレードの基本的な違いです。
2番、耐食性最もインパクトのある区別です。グレード2は、空気、淡水、希薄酸（酢酸など）、およびほとんどの身体液などの軽度の環境で良好な一般的な腐食抵抗を提供します。これが、医療インプラント（、骨形成）や建築用途で広く使用されている理由です。ただし、脆弱です局所腐食（ピッティング、隙間腐食）高温塩化物溶液（高温での海水など）、硫酸、またはリン酸などの過酷な減少環境。対照的に、グレード7はこれらの攻撃的な環境に対する耐性を大幅に強化しています。パラジウムはチタンの表面酸化物層を修正し、停滞または高濃度の濃縮腐食培地であっても、故障に対してより安定して耐性を高めます。これにより、グレード7は、グレード2が失敗する化学処理、オフショア、石油およびガスの用途に優先される選択肢となります。
第三に、彼ら機械的特性どちらも「中程度の強度」CPチタンと見なされますが、わずかに異なります。グレード2の引張強度はわずかに高く（通常は552〜689 MPA対. 483 - 621 MPAでグレード7で621 MPa）、降伏強度（通常は414〜552 MPA対. 345 - グレード7の483 MPA）がわずかに高くなります。ただし、グレード7は、アニール状態では、わずかに優れた延性（伸長20〜25％対{16}} - 22％）を提供し、複雑な形状に形成するのがわずかに簡単になります。両方のグレードには、同様の弾力性（〜110 GPA）と硬度（グレード2：160〜190 hV、グレード7：150〜180 hV）のモジュールがあるため、柔軟性と加工性はほとんどの目的で匹敵します。
ついに、アプリケーションとコストこれらの違いを反映してください。グレード2は、コスト、形成性、および一般的な腐食抵抗のバランスにより、最も広く使用されているCPチタングレードです。そのアプリケーションには、医療インプラント（ネジ、プレート）、消費財（監視ケース、宝石）、建築被覆材、および低圧化学機器が含まれます。パラジウム（まれで高価な金属）が追加されているため、グレード7は、グレード2よりも大幅にコストがかかります（市場の状況に応じて、通常は20〜50％高くなっています）。その高いコストは、その優れた腐食抵抗によって正当化されるため、化学加工反応器、熱交換器、海底海洋成分、石油およびガスのダウンホールツール、腐食性の身体液にさらされた医療機器（例えば、植込み型ポンプ）など、高品質の用途向けに予約されています。
要約すると、グレード2は穏やかな環境の汎用性があり、費用対効果の高いCPチタンですが、グレード7は、パラジウムの追加が他のすべての違いを促進するコア要因であるため、過酷な削減条件のために最適化された特殊な腐食耐性バリアントです。
