チタングレード3（UNS R50550）は、最大0.35 wt%の酸素を含む商業用純チタン（CP）のα相チタンであり、グレード4を除く他のどのCPグレードよりも酸素含有量が高い。 この余分な酸素により、最小引張強度は448 MPa（65 ksi）となり、グレード2の345 MPaよりも約30%高くなっています。 その代償はわずかであり、伸びは20%から18%に低下し、成形性もわずかに低下します。耐食性はグレード2と実質的に同等です。 グレード3は、プロジェクトにおいてグレード2と同等の耐食性能が必要でありながら、強度の大幅な向上が求められる場合に指定されます。最も一般的な用途は、化学処理用圧力容器、船舶用金具、および航空機胴体外板です。グレード2に比べて使用頻度は低く、価格も高くなります。このグレードを検討する用途の多くは、荷重計算でより高い降伏強度が明確に要求されない限り、最終的にはグレード2が採用されることになります。.
グレード3チタンとは何ですか？
グレード3チタンは、ASTM B265およびAMS 4900で定義されている4つの商業用純チタン（CP）グレードのうち、3番目に位置するものです。 「商業用純チタン」とは、その金属が実質的に非合金であることを意味します。すなわち、チタン含有量は重量比で約99%であり、残りの部分は意図的な合金添加物ではなく、厳密に管理された不純物元素で占められています。.
グレード3とグレード1および2との違いは、酸素含有量の上限値にあります。グレード3は0.35 wt%であるのに対し、グレード2は0.25 wt%です。この一点の違いだけで、両者の機械的特性の差のほぼすべてが説明されます。.
CPチタンの強度を酸素が向上させる理由： 酸素は、チタンの六方最密充填結晶格子に間隙として溶解する。溶解した各酸素原子は格子にひずみを与え、転位移動を阻害する――これが塑性変形の背後にあるメカニズムである。 間隙酸素が増えると、転位すべりに対する抵抗が強まり、それが直接的に引張強度および降伏強度の向上につながります。このメカニズムにより延性はわずかに低下しますが、その低下幅はそれほど大きくありません。グレード3の18%の最小伸びは、グレード2の20%よりもわずか2パーセントポイント低いだけです。.
3級は、以下の点からも識別されます：
- UNS指定番号： R50550
- 一般的な別名： CP-2（AMS-T-9046分類に基づく）
- 主要な基準 ASTM B265、ASTM F67、AMS 4900、AMS-T-9046 CP-2、ASME SB-265
「CP-2」という別称は、分類体系の違いにより、一部のメーカーがグレード2をCP-2と表記している場合があるため、混乱を招く恐れがあります。注文の際は、曖昧さを避けるため、必ずASTM B265のグレード番号とUNS指定を併記してください。.
微細組織の観点から、グレード3は単相アルファ合金であり、室温では完全な六方最密充填構造を示し、ベータ相への相変態は生じない。この微細組織により、優れた耐食性、良好な溶接性、および広い温度範囲にわたって予測可能な機械的挙動が得られる。.
グレード3チタンの化学成分（ASTM B265）
グレード3チタンの組成は、ASTM B265（ストリップ、シート、およびプレート）で規定されており、AMS 4900、ASTM F67、およびASME SB-265でも参照されています。 すべての最大許容値が適用されますが、工場認定製品の実際の酸素分および鉄分は、通常、これらの上限値を下回ります。.
| エレメント | 最大値 (wt%) | 役割 |
|---|---|---|
| 酸素 (O) | 0.35 | 主引張レバー；間隙充填硬化剤 |
| 鉄（Fe） | 0.30 | 二次固溶強化剤 |
| 窒素（N） | 0.050 | 間質補強材（寄与度は小さい） |
| カーボン | 0.08 | 間質性、この濃度範囲では影響はごくわずか |
| 水素 (H) | 0.015 | 脆化を防ぐため、厳格に管理されている |
| その他（各） | 0.10 | 残留微量元素 |
| その他（合計） | 0.30 | |
| チタン（Ti） | バランス | ~99%（重量比） |
酸素こそが最も重要な要素です。. グレード1（0.18 wt% O max）からグレード4（0.40 wt% O max）への移行は、本質的に酸素含有量の制御された増加であり、各段階ごとに最小引張強度が約100 MPa増加し、伸び率が数パーセント低下する。.
水素については、その低限界値以上の点にも注意を払う必要があります。室温におけるチタンの水素溶解度は極めて低く、加工や溶接の際に吸収された水素は、時間の経過とともに遅延亀裂や脆化を引き起こす可能性があります。 0.015 wt%という上限値は、これを防ぐための標準的な対策である。グレード3を溶接する際は、他のCPチタンと同様に、溶接池および熱影響部の裏面の両方で不活性ガスによるシールドが必須となる。.
鉄含有量が最大0.30 wt%の場合も、固溶強化を通じて強度に寄与しますが、その効果は同濃度の酸素によるものよりも小さいです。鉄含有量によって腐食が懸念される一部のステンレス鋼とは異なり、チタン中のこの微量レベルの鉄は、腐食性能に実質的な影響を与えません。.
チタン3種の機械的特性
以下の数値は、ASTM B265に準拠したシート、ストリップ、およびプレートに関する最低要件です。実際の認定材料は通常、これらの最低要件を上回っています。製鋼所の試験報告書には、各ロットごとの測定値が記載されています。.
| プロパティ | グレード3 | 単位 |
|---|---|---|
| 引張強さ（UTS） | 448分（65 ksi） | MPa |
| 降伏強さ（0.2%オフセット） | 379分（55 ksi） | MPa |
| 伸び（ゲージ長 2 インチ／50 mm） | 18分 | % |
| 弾性係数 | 約104.8（15,200 ksi） | GPa |
| 密度 | 4.51 | g/cm³ |
| 融点範囲 | ～1649–1671（3000–3040°F） | °C |
| ブリネル硬度 | ～200～225 | HB |
技術的な意思決定を行う上で、詳しく検討する価値のある数値がいくつかあります：
448 MPaにおける引張強度 グレード3は、実用的な中間的な位置づけにあります。ASMEセクションVIIIに基づく多くの圧力容器の設計において、グレード2では基準をギリギリ満たす程度である場合でも、グレード4や合金材に切り替えることなく、基準をクリアすることができます。.
104.8 GPaの弾性係数 これはすべてのCPチタングレードに共通する特性であり、グレード1とグレード4の間で大きな変化は見られません。つまり、グレード3はグレード2と同じ剛性を持っていることになります。これは、応力ではなくたわみが形状を決定づける設計において重要なポイントです。.
18%における伸び率 この値は十分に高いため、従来のプレスブレーキやロール成形加工を用いてグレード3の鋼板を成形することができます。グレード2の20%の伸び率との実用上の違いは確かに存在しますが、その差はわずかです。金型の半径を若干大きくする必要がある場合があり、スプリングバックもわずかに大きくなります。.
極低温性能： グレード3を含むCPチタンの各グレードは、零下温度においても、ほとんどの構造用合金よりも優れた延性を維持します。 極低温用途では通常、面心立方晶系金属（オーステナイト系ステンレス鋼）が第一選択肢となりますが、CPチタンの六方晶構造は、フェライト系鋼のように延性から脆性への急激な転移温度を示しません。 グレード3は、耐食性も求められる低温使用機器や極低温に近い用途で使用されています。.
グレード2とグレード3のチタン：直接比較
簡単に言えば： グレード3は、引張強さにおいてグレード2よりも約30%高い値を示し、耐食性は実質的に同等であり、延性はごくわずかに低下するのみである。コストが高く、生産量も少ないため、入手可能性や納期に影響が出る。.
| プロパティ | 2年生 (R50400) | 3年生 (R50550) | 違い |
|---|---|---|---|
| UTS 最小値 | 345 MPa（50 ksi） | 448 MPa (65 ksi) | +30% |
| 利回り（最小） | 275 MPa (40 ksi) | 379 MPa (55 ksi) | +38% |
| 最小伸び | 20% | 18% | −2 pp |
| O max (wt%) | 0.25% | 0.35% | +40% |
| Fe max (wt%) | 0.30% | 0.30% | 等しい |
| 密度 | 4.51 g/cm³ | 4.51 g/cm³ | 等しい |
| モジュラス | 約103 GPa | 約104.8 GPa | ごくわずか |
| 耐食性 | 素晴らしい | 素晴らしい | 等しい |
| 溶接性 | 素晴らしい | グッド | わずかな減少 |
| 空室状況 | ワイド | 数量限定 | 2年生が勝利 |
| 一般的な費用 | より低い | 10–20% プレミアム | 2年生が勝利 |
グレード2よりもグレード3の方が理にかなっている場合
グレード3は、アプリケーションが以下の条件のいずれかを満たす場合に付与されます：
- 肉厚の削減は有益です。. 圧力容器において、より厚いグレード2の鋼板の代わりに、より薄いグレード3の鋼板を使用できる場合、材料重量が軽減され、そのことで生じる製造コストの増加が単価の上乗せ分を相殺できる可能性がある。これは、質量が厳しい制約となる航空宇宙構造物において特に重要な点である。.
- この設計は、耐食性ではなく、降伏強度に制限されています。. 応力解析の結果、グレード2では荷重下で降伏が見られるのに対し、グレード3には余裕があることが判明し、さらにTi-6Al-4Vのようなチタン合金に切り替えると溶接熱処理が複雑になる場合、グレード3への切り替えが理にかなった選択肢となります。.
- ASTM F67に基づく医療機器の用途。. グレード3は、ASTM F67（インプラント用チタン）において、グレード1、2、4とともに規定されています。 生体適合性評価を複雑にする合金元素（グレード5に含まれるアルミニウムおよびバナジウム）を含まず、かつグレード2よりも高い強度が求められる外科用コンポーネントには、グレード3が最適な選択肢となります。.
2級の方が依然として良い選択である場合
ほとんどの場合、Grade 2 を選択するのが適切です：
- 耐食性が主な要件であり、機械的負荷がそれほど大きくない場合
- 板金成形の複雑度が高い場合（きつい曲げ、深絞りなど）
- プロジェクトのスケジュールが逼迫しており、供給状況が重要な要素となる場合
- 設計が耐力制限ではなく剛性制限を受ける場合（両グレードの弾性係数が同じである場合）
- コスト面でのプレッシャーがあり、強度マージンがそれほど重要ではない場合
実際には、化学プラントの設備や熱交換器のチューブシートを担当する調達エンジニアは、日常的にグレード2を使用しており、このグレードはそうした環境下でも問題なく対応しています。グレード3が検討されるのは、構造審査の結果、降伏余裕が不十分であると指摘された場合や、合金鋼を使用すると製造手順の仕様が複雑になってしまう場合などです。.
グレード3のチタンにはどのような用途がありますか？
グレード3チタンは、グレード2の耐食性が求められる一方で、グレード2の強度が不十分な環境下での用途という、特定のニッチ市場を占めています。以下の産業分野で最も多く利用されています。.
化学処理装置
チタンは、湿潤塩素、塩化物溶液、酸化性酸、および海水に対する耐性が高いため、化学プラントにおいて好んで用いられる材料となっています。熱交換器の管、反応槽、配管など、こうした設備のほとんどはグレード2で製造されています。グレード3が用いられるのは、次のような場合です：
- 圧力容器の設計においては、限られた空間内で目標の肉厚を確保するために、より高い許容応力値が必要となる。
- ASME第VIII編の規格に基づく計算によると、グレード2では推奨値よりも厚い肉厚が必要となる一方、グレード3では標準的な材料寸法で設計要件を満たすことができる。
グレード2が対応する腐食環境（希硫酸、硝酸、漂白剤溶液、リン酸、湿性塩素ガス）は、いずれもグレード3の対応範囲内です。これらの環境において、グレード2からグレード3に切り替えても、腐食のリスクは生じません。.
航空宇宙用機体部品
グレード3がASTM B265およびAMS 4900に明記されているのは、航空宇宙用の外板パネルや構造用シートにおいて、グレード2が提供する許容応力よりも高い許容応力を備えたCPチタンが必要となる場合があるためです。 航空機用途では、構造重量の1キログラム単位が重要であり、強度要件を満たすためにより薄いグレード3のシートを使用できることで、パネル面積が広い場合、顕著な軽量化を実現できます。.
機体構造材ではグレード2ほど一般的ではありませんが（航空宇宙分野の構造用途ではTi-6Al-4V（グレード5）が主流です）、グレード3は次のような有用な隙間を埋める役割を果たしています： 主構造以外で、合金グレードの熱処理要件が工程を複雑にしてしまう場合や、グレード2の強度余裕が乏しい場合に、グレード3は有用な選択肢となります。.
船舶用金具
チタンは、海水による腐食に対してほぼ耐性があり、高温の塩水環境下での隙間腐食や孔食に対しても耐性を示すため、海洋および海軍用途において非常に有用です。 グレード2は、ほとんどの海洋用途に対応しています。グレード3は、合金に切り替えることなく、より高い耐荷重が要求される、荷重を支える海洋用ファスナー、ブラケット、および継手などに使用されています。.
圧力容器および熱交換器
中程度の圧力下で稼働する溶接式圧力容器、特に腐食性のある化学物質や海洋環境で使用されるものについては、プロセス条件により耐食性と高い許容設計応力の両方が求められる場合、グレード3が指定されることがある。 ASMEボイラー・圧力容器規格（ASME SB-265はチタンに関してASTM B265を参照）には、グレード3が認定材料として含まれており、これにより、規格認証マークが付与された機器に対する設計応力の基準が定められています。.
低温サービスおよび極低温関連用途
グレード3を含むCPチタン材は、フェライト系およびマルテンサイト系鋼が氷点下で危険となる原因となる「延性から脆性への転移」という挙動を示しません。 グレード3は極低温まで延性を維持するため、低温靭性と耐食性の両方が求められる液化ガス処理設備や低温環境下の化学プラント用配管などに使用可能です。.
この低温挙動は、多くのグレード3のデータシートで簡潔に言及されているものの、その説明がほとんどなされていない特性である。これは、六方最密充填結晶構造と、体心立方相への相転移がないことに直接起因するものである。.
耐食性：グレード3はグレード2と同等か？
はい。グレード3とグレード2は、あらゆる実用上の使用環境において、同等の耐食性を備えています。.
どちらのグレードも、同じ不動態酸化皮膜、すなわち二酸化チタン（TiO₂）を形成します。この酸化皮膜は、チタンが酸素や湿気にさらされると自然に形成され、自己修復性を持っています。つまり、この皮膜に傷がついても、空気中や水中ではミリ秒単位で再形成されます。 この酸化物の組成は、合金内部の格子間酸素含有量ではなく、チタン金属そのものによって決定されます。合金内部の酸素含有量が高いこと（グレード3の特徴）は、TiO₂の表面層には影響を与えません。.
実際の結果として、グレード2が指定されている腐食性媒体（塩化物、酸化性酸、海水、漂白剤、湿潤工業用ガスなど）においても、グレード3は同等の性能を発揮します。 グレード2の仕様に基づいてグレード3の提案を検討する腐食エンジニアは、その媒体について腐食評価を改めて行う必要はなく、チタンの耐食性データがそのまま適用されます。.
その区別が実際に重要となる場面：酸の低減
チタンの顕著な弱点、すなわち、酸化剤が存在しない高温環境下での高温濃塩酸や高温の希硫酸などの還元性酸への耐性は、グレード3とグレード2のいずれにも同様に当てはまります。 いずれのグレードも、特別な合金を添加しない限り、このような環境には適していません（パラジウムまたはルテニウムを添加したグレード7、11、12、または16は、還元性酸環境での使用を想定して設計されています）。.
腐食性媒体の評価において、チタンが還元性酸環境において「境界域」と判定された場合、グレード2からグレード3にアップグレードしても、腐食の問題は解決されません。解決策は、まったく別のグレードを採用することです。.
温度範囲
チタンの不動態酸化皮膜は、ほとんどの水系環境において、約315°C（600°F）まで安定性を維持します。 この温度範囲を超えると、酸化速度が著しく増加し、酸化膜が保護機能を失う可能性があります。これはグレード2およびグレード3のいずれにも同様に当てはまります。高温の酸化環境では、耐酸化性が向上したチタン合金が必要となります。.
製造、溶接性、および成形
グレード3は、標準的なチタン加工法に適した材料ですが、CPチタンや合金チタンと同様に細心の注意を払う必要があります。グレード2に比べて強度がわずかに高いため、成形加工において実用上の影響があります。.
溶接性
グレード3は、グレード2と同じ手順で良好に溶接できます。ガス・タングステン・アーク溶接（GTAW/TIG）が標準的な手法です。すべてのCPチタン溶接において、最も重要な要件は汚染管理です：
- シールドガス： トーチには純アルゴン（99.999%）を供給し、溶接ビードにはトレーリングシールドを施す
- バックパージ： 溶接部の裏側は、金属の温度が約315°C（600°F）以下に冷却されるまで、アルゴンガスでシールドしなければならない。チタンは溶接温度で急速に酸化し、その結果生じる変色（金色から青色、そして白色へと変化）は、機械的特性や耐食性を低下させる酸化物の混入を示している。.
- 清潔さ： 溶接を行う前に、ミルスケール、潤滑剤、および表面の酸化物を機械的または化学的に除去する必要があります。チタンにおける汚染された溶接部は、研削によって修復することはできません。汚染された部分を除去し、再溶接する必要があります。.
適用される規格に基づき溶接手順が適切に認定されている場合、グレード3の溶接金属は母材の強度要件を満たします。一部のチタン合金とは異なり、CPチタングレードでは、耐食性を回復させるために溶接後の熱処理は必要ありません。.
板金成形およびプレスブレーキ加工
グレード3は降伏強度が高いため、グレード2よりもわずかに大きな成形力が必要となり、スプリングバックもやや大きくなります。 グレード2用の金型は、一般的に、曲げ半径を拡大（グレード2の最小値より約10～15%大きくする）し、必要トン数を増やすといったわずかなパラメータ調整を行うだけで、グレード3にも使用可能です。.
深絞り加工はより繊細な対応が求められます。伸び率の2パーセントポイントの低下（18%対20%）はわずかではありますが確かに存在し、グレード2の能力限界に近い複雑な絞り形状の場合、絞り工程の合間にグレード3のブランク焼鈍を行うか、金型の再設計が必要になる可能性があります。.
機械加工
CPチタン材は、チタン合金と同じ切削工具材料および切削液の要件を必要としますが、強度が低いため、一般的に切削力は小さくなります。グレード3はグレード2よりも加工が若干難しいですが、いずれもTi-6Al-4V（グレード5）に比べてはるかに加工が容易です。グレード3の加工における主な留意点は以下の通りです：
- 切れ味のよい工具を使用してください。チタンは、切れ味の悪い工具を使用すると急速に加工硬化します。
- チップ負荷を一定に保つこと。断続的な切削は加工硬化を引き起こす。
- 熱の蓄積や工具の溶着を防ぐため、切削液を積極的に使用してください
- 超硬合金または高コバルト系高速度鋼製の工具を使用してください。空運転は避けてください。
グレード3対グレード5チタン（Ti-6Al-4V）：CPで十分な場合
グレード5（Ti-6Al-4V）は、最も広く使用されているチタン合金ですが、その性能はグレード3とはまったく異なるレベルにあります。この境界線を理解することで、エンジニアは、一方では過剰設計を、他方では設計不足を避けることができます。.
| プロパティ | 3年生 CP | グレード 5 (Ti-6Al-4V) |
|---|---|---|
| UTS 最小値 | 448 MPa (65 ksi) | 895 MPa (130 ksi) |
| 利回り（最小） | 379 MPa (55 ksi) | 828 MPa（120 ksi） |
| 最小伸び | 18% | 10% |
| 密度 | 4.51 g/cm³ | 4.43 g/cm³ |
| 耐食性 | 優秀（CP TiO₂ パッシブ） | 良好（合金） |
| 溶接性 | グッド | 普通（完全な物性を発揮させるには、溶接後の熱処理が必要） |
| コスト | より低い | 著しく高い |
| 熱処理 | 該当なし | 構造上の強度を十分に確保するために必要 |
グレード5は、グレード3の約2倍の強度があります。 引張強度および降伏強度において（最低895 MPaの引張強度に対し、448 MPa）。これは決して小さな差ではなく、根本的な性能の差である。.
以下の場合は、グレード3（またはグレード2）を選択してください：
- 耐食性が主な機能であり、機械的負荷はそれほど大きくない
- 溶接範囲が広範囲にわたり、溶接後の熱処理は現実的ではない
- 壁厚は、設計圧力におけるグレード3の許容応力に対して十分である。
- 当該部品は非構造部材である（ダクト、ライニング、配管、クラッド）
次のような場合は「5年生」を選択してください：
- 構造上の荷重支持が主たる目的である（機体構造部材、着陸装置、タービンブレード）
- 鋼材に比べて軽量化を図ることが設計の鍵となっており、強度対重量比が極めて重要である
- この設計は疲労耐性を重視したものです（グレード5はCPグレードに比べて疲労性能が大幅に優れています）。
- 負荷がかかった状態での動作温度は300～400°Cに達する
製造の複雑さ要因
Ti-6Al-4Vの溶接部は「普通」と評価されています。これは、溶接後熱処理を行わないと熱影響部が靭性を失うためであり、航空宇宙規格や圧力容器規格に基づく構造用グレード5部品の溶接手順を認定するには多大な労力を要します。 溶接範囲が広く、溶接後熱処理が実施できない組立構造物においては、熱処理を必要とせずきれいに溶接できるCPチタン材が、依然として有力な選択肢である。.
商業用純チタンのグレード1～4：完全比較
4つのCPチタングレードはすべて、ASTM B265に規定されるα相合金です。これらは同じ結晶構造、同じ耐食メカニズム、および同様の溶接性を共有しています。その違いは、すべて格子間元素（主に酸素）の含有量に起因しており、強度を高めるために、グレード1からグレード4にかけて意図的にその含有量が増加されています。.
| プロパティ | 1年生 (R50250) | 2年生 (R50400) | 3年生 (R50550) | 4年生 (R50700) |
|---|---|---|---|---|
| O max (wt%) | 0.18 | 0.25 | 0.35 | 0.40 |
| Fe max (wt%) | 0.20 | 0.30 | 0.30 | 0.50 |
| UTS 最小値（MPa） | 240 | 345 | 448 | 550 |
| 最小降伏応力（MPa） | 138 | 275 | 379 | 483 |
| 最小伸び（%） | 24 | 20 | 18 | 15 |
| 成形性 | ベスト | 非常に良い | グッド | フェア |
| 相対力 | 最低 | 中程度 | 高い | 最高CP |
| 空室状況 | 高い | 最高 | 数量限定 | 数量限定 |
グレード1 最も延性が高く、耐食性にも優れています（介在物が最も少ない）。化学プラントのクラッディング、熱交換器のチューブ、医療機器、および最高の成形性が求められる用途に使用されます。.
グレード2 業界の主力製品です。最高の可用性を誇り、在庫形状のラインナップも最も豊富で、腐食に重点を置いた用途のほとんどに対応できる十分な強度を備えています。工業用チタンの定番製品です。.
グレード3 グレード2とグレード4の間のギャップを埋めるもの――グレード2よりも強度が高く、グレード4よりも延性が高い。グレード2の降伏余裕が不十分であり、かつグレード4の成形性の低下が製造を困難にする場合に指定される。.
グレード4 CPグレードの中で最も高い強度を持ち、引張強度は最低550 MPaです。航空宇宙用ファスナー、医療用インプラント（ASTM F67）、およびCPチタンが可能な限り高い構造荷重に耐える必要がある用途に使用されます。伸び率は最低15%まで低下するため、成形方法の選択肢が制限されます。.
よくある質問
グレード2とグレード3のチタンの違いは何ですか？
グレード3は酸素含有量が高く（最大0.35 wt%、グレード2は最大0.25 wt%）、これにより最小引張強度は345 MPaから448 MPaへと30%上昇する。 降伏強度は275 MPaから379 MPaに上昇します。伸びは20%から18%へとわずかに低下します。耐食性はグレード2と同等です。グレード3はグレード2に比べて価格が高く、入手も困難です。.
グレード3のチタンにはどのような用途がありますか？
グレード3は、化学処理用圧力容器、熱交換器、船舶用金物、航空宇宙用機体用鋼板、および低温用機器に使用されます。これは、設計上、グレード2と同等の耐食性を持ちながら、より高い許容応力が求められる場合に指定されます。通常、肉厚を薄くしたり、応力計算で特定された降伏余裕の不足を解消したりするために用いられます。.
グレード3のチタンは溶接可能ですか？
はい。グレード3は、純アルゴンによるシールドおよび裏面パージを伴うGTAW（TIG）溶接で良好に溶接できます。溶接手順はグレード2の場合と同じです。手順が適切に認定されていれば、溶接金属は母材の強度要件を満たします。耐食性を回復するために、溶接後の熱処理は必要ありません。.
航空宇宙分野では、どのようなグレードのチタンが使われているのでしょうか？
Ti-6Al-4V（グレード5）は、その高い強度対重量比により、航空宇宙分野の構造用途で主流となっています。CPグレードの中では、グレード2が、非構造用の機体部品、ダクト、流体システムに最も一般的に使用されています。 グレード3は、特にAMS 4900の規格下において、より高い許容応力が求められるCPチタニウムが必要な特定の用途で使用される。グレード4は、一部の締結部品用途に使用される。.
グレード3のチタンは、グレード2よりも強度が高いのでしょうか？
はい。グレード3の引張強度の最低値は448 MPa、降伏強度の最低値は379 MPaですが、これに対し、グレード2の引張強度は345 MPa、降伏強度は275 MPaです。 ほとんどの構造設計計算において、約38%という降伏強度の差の方が、より重要な数値となります。.
グレード3のチタンは、グレード5（Ti-6Al-4V）と比べてどうでしょうか？
グレード5は、グレード3の448 MPaに対し、最小引張強度が897 MPaと、約2倍の強度を有しています。グレード3は、溶接性が優れており（グレード5は完全な構造特性を発揮するために溶接後の熱処理が必要）、耐食性もわずかに高く、コストも低くなっています。 グレード5は、構造強度、疲労性能、または高温耐性が設計の決定要因となる場合に選択されます。.
概要
チタングレード3は、ASTM B265、UNS R50550、およびAMS 4900に規定された商業用純アルファ相チタンである。 その特徴は、酸素含有量の上限が0.35 wt%であることであり、これにより、最小引張強度は448 MPa、最小降伏強度は379 MPaとなります。これは、グレード2に比べてそれぞれ約30%および38%高い値です。 耐食性、密度、および弾性率はグレード2と実質的に同一ですが、その代償として、成形性がわずかに低下し、価格が高くなります。.
グレード3はグレード2の代替品ではありません。グレード3は、グレード2の耐食性能が求められるものの、その降伏余裕が不十分な用途という、特定の工学上のニッチ分野を占めています。実際には、圧力容器の設計、航空宇宙機の機体用鋼板、および船舶用の耐荷重金具などで最もよく用いられます。 グレード3を検討する購入者の多くは、最終的にグレード2を選択することになります。荷重計算上、追加の強度が求められない場合、それが正しい選択となります。.
荷重解析の結果、グレード2が「限界」と判定された場合でも、グレード3を採用すれば問題はきれいに解決されます。TIG溶接の手順は同じで、熱処理も不要、合金元素に関する懸念もなく、腐食評価においても直接置き換えが可能です。.
