グレード2チタン丸棒

グレード2チタン丸棒

ASTM B348/ASME SB-348に準拠したグレード2の商業用純チタン丸棒(UNS R50400)。優れた耐食性と卓越した溶接性を必要とする、化学処理、船舶、海水淡水化、および医療用途向けに設計されています。.

  • 素材: CPチタン2級、UNS R50400
  • スタンダード: ASTM B348 / ASME SB-348(医療用についてはASTM F67 / ISO 5832-2)
  • 直径: 6~300 mm | 長さ:最大6,000 mm
  • コンディション 焼きなまし | 公差:h9~h11(旋削・研削済み)
  • 工場試験証明書: EN 10204 3.1 準拠 | 最小注文数量(MOQ):10 kg

お問い合わせ 見積依頼および現在のリードタイムについては。.

グレード2チタン丸棒 — 主要仕様

パラメータ 価値
素材 商業用純チタン(CP Ti グレード2)
UNS指定 R50400
初等基準 ASTM B348 / ASME SB-348
医療基準 ASTM F67 / ISO 5832-2
直径範囲 6 mm – 300 mm
長さ 最大6,000 mm(長さ切り対応)
コンディション アニール
表面仕上げ 圧延仕上げ、旋削仕上げ、または研削仕上げ(h9~h11)
工場試験証明書 EN 10204 3.1
MOQ 10 kg
リードタイム 3~7営業日(在庫品)/2~4週間(特注品)

グレード2チタンの化学成分 — ASTM B348に準拠

グレード2チタンは、商業用純チタン(CP)に分類されます。これは、主にチタンで構成され、格子間元素および残留元素の含有量が厳密に管理された、非合金のチタンです。 使用温度において、CPグレード2は完全に六方最密充填(HCP)α相として存在し、β相を形成する合金添加物は一切含まれていません。この単一相のα構造こそが、その優れた溶接性と成形性の基盤となっています。.

成分表(ASTM B348、wt%)

エレメント 最大値 (wt%)
チタン バランス
酸素 (O) 0.25
鉄(Fe) 0.30
カーボン 0.08
窒素(N) 0.03
水素 (H) 0.015
その他の要素は、それぞれ 0.10
その他の要素、合計 0.40

出典:ASTM B348-19、表1 — 化学的要件

「商業用純チタン」について

CPチタングレード (1~4)は、許容酸素分および鉄分含有量によって区別され、これらが降伏強度を決定する。グレード2は中間の範囲に位置する:

  • グレード1 — OおよびFeの最低限界値;延性が最も高く、強度が最も低い
  • グレード2 — O(最大 0.25%)および Fe(最大 0.30%)が中程度;強度と成形性のバランスが取れている
  • グレード3 — 酸素(O)および鉄(Fe)の含有量が増加;強度は上昇し、延性は低下する
  • グレード4 — CPグレードの中で最も高い強度を持つが、グレード1~2に比べて溶接性が劣る

合金元素が含まれていないため、グレード2は純チタンの本来の耐食性と生体適合性を維持しており、化学物質と接触する用途および体内に埋め込む医療用途の両方に適しています(ASTM F67、ISO 5832-2)。.

グレード2チタン棒の機械的特性 — ASTM B348 最低要求値

焼鈍状態のグレード2チタン棒は、以下に定める最低機械的特性要件を満たしている。 ASTM B348-19. 実際の製鋼所の値は通常、これらの最低基準を上回ります。EN 10204 3.1 試験報告書には、注文ごとにロットごとの試験結果が記載されています。.

室温における機械的特性

プロパティ 最小値 単位 試験方法
極限引張強度(UTS) 345 MPa(50 ksi) ASTM E8
降伏強さ(0.2%オフセット) 275 MPa(40 ksi) ASTM E8
50 mm(2インチ)における伸び 20 % ASTM E8
面積の縮小 30 % ASTM E8

すべての値は、ASTM B348-19の表3に基づく最低値です。材料は焼きなまし状態で供給されます。.

物理的性質

プロパティ 価値 単位
密度 4.51 g/cm³
弾性係数 103 GPa
熱伝導率 16.4 W/m·K
熱膨張係数(20~100°C) 8.6 µm/m・°C
融点範囲 1,668 °C (3,034°F)
アルファ-ベータ転移温度 882.5 °C (1,620°F)

使用温度範囲

グレード2チタンは、幅広い温度範囲にわたって十分な機械的特性を維持します:

  • 極低温サービス: 以下の温度まで使用が承認されています −59°C (−75°F) ASMEボイラー・圧力容器規格(BPVC)のガイドラインに基づき
  • 連続高温使用: 最大 427°C (800°F)
  • サービスの一時停止: 最大 538°C (1,000°F)

こうした特性により、グレード2の棒材は、極低温容器の構成部品、熱交換器の配管支持金具、および中程度の高温で稼働する化学反応器の内部構造物に適しています。.

産業環境におけるグレード2チタンの耐食性

グレード2チタンは、酸素や水分にさらされると自然に形成される、安定した自己修復性の二酸化チタン(TiO₂)からなる不動態酸化皮膜によって、その耐食性を得ています。 この膜は通常、厚さが2~10 nmで、密着性が高く、環境中に微量の酸素や水が存在すれば、損傷を受けてもミリ秒単位で再形成されます。.

主要産業メディアにおける実績

環境 パフォーマンス 備考
海水(最高315°C / 600°F) 素晴らしい 完全に耐性あり。狭い隙間に入らないよう設計されています。
酸化性酸(HNO₃、希H₂SO₄) 素晴らしい 濃HNO₃を含む
塩の水溶液 素晴らしい NaCl、MgCl₂を含む塩水
アルカリ性培地(NaOH、KOH) 素晴らしい 幅広い濃度および温度範囲
有機化合物および有機酸 素晴らしい 酢酸、乳酸、クエン酸を含む
湿式塩素および臭素ガス 素晴らしい 微量の水分または酸素が存在することが必要
弱酸 グッド 不動態化抑制剤を含む
強酸(HCl、濃H₂SO₄) お勧めしません アクティブな溶解リスク
過酸化アルカリ溶液 お勧めしません 化学攻撃
溶融塩化物 お勧めしません 高温腐食

316Lステンレス鋼との比較

化学処理環境において、グレード2のチタンは、以下の点において316Lステンレス鋼を常に上回っています:

  • 塩化物環境 — チタンは、オーステナイト系ステンレス鋼に影響を及ぼす塩化物による孔食や応力腐食割れ(SCC)の影響を受けない
  • 酸化性酸に対する耐性 — ステンレス鋼が劣化してしまうような幅広い濃度範囲の硝酸中でも安定している
  • 海水および塩水用途 — 315°C(600°F)未満の温度ではピッチングのリスクがない

重量面での利点も顕著です。密度が4.51 g/cm³のグレード2チタンは、316Lステンレス鋼(7.98 g/cm³)よりも約43%軽量であるため、圧力容器や配管用途における構造負荷を軽減します。.

隙間腐食に関する考慮事項

75°C以上の温度で、濃度が1,000 ppmを超える高温のハロゲン化物または硫酸塩溶液中では、隙間腐食が発生する可能性があります。海洋環境や高塩化物濃度の化学環境で使用される部品を設計する際は、狭い隙間が生じないよう配慮する必要があります。.

グレード2チタン丸棒の産業用途

グレード2の商業用純チタン丸棒は、耐食性、軽量性、および確実な溶接性が技術上の優先事項となる、さまざまな産業分野で採用されています。.

化学処理装置

グレード2のチタン棒は、化学プラント環境において、撹拌機シャフト、反応槽内部構造物、ポンプシャフト、バルブステム、および締結部品の製造に広く使用されています。 この材料は、炭素鋼やステンレス鋼の部品に急速な破損を引き起こす酸化性酸、塩素含有プロセス流体、および塩溶液に耐えることができます。代表的なプロセス環境としては、塩素アルカリ製造、医薬品合成、および肥料製造などが挙げられます。.

マリン&オフショア・エンジニアリング

グレード2のチタン棒材から製造された海洋プラットフォーム、海底パイプライン、および船体用金具は、315°C(600°F)までの海水腐食に対して完全な耐性を発揮します。 プロペラシャフト、舵軸、係留用ファスナーなどの船舶用金具は、海水環境下での使用において青銅やステンレス鋼に見られるガルバニック腐食や生物付着の問題を解消するため、グレード2の棒材から製造されています。.

海水淡水化プラント

多段フラッシュ(MSF)および逆浸透(RO)式海水淡水化施設で使用されるチューブシート、凝縮器部品、および構造用棒材は、以下の材料から製造されています。 ASTM B348 グレード2チタン. この材料は、塩水による腐食やスケール付着に耐性があるため、世界中の海水淡水化プロジェクトの仕様において、標準的な建設資材として採用されています。.

医療機器およびインプラント

非埋込型医療機器のフレーム、器具部品、および特定の外科用器具については、ASTM F67およびISO 5832-2に基づき、グレード2の棒材が使用されます。その生体適合性は、ISO 10993の生物学的評価プロトコルを通じて確立されています。 より高い強度が求められる荷重支持型整形外科用インプラントについては、通常、グレード4またはグレード23(Ti-6Al-4V ELI)が指定されます。.

熱交換器とコンデンサー

グレード2のチタン棒材は、腐食性の強い化学薬品や塩水環境下で稼働するシェル・アンド・チューブ式熱交換器用のチューブシートブランク、バッフル支持部、およびタイロッドに機械加工されます。 熱伝導率(16.4 W/m・K)、耐食性、および低密度という特性を兼ね備えているため、グレード2は、腐食性環境下で使用される熱交換器において、銅ニッケル合金に代わる費用対効果の高い長期的な代替材料となっています。.

電気めっき・電解産業

電気めっき工程で使用される陰極ブランク、陽極バー、バスケットフレーム、および治具部品は、通常、グレード2チタンから製造されます。この材料は、ほとんどの電解液中で不活性であり、陽極溶解に強く、繰り返しの熱サイクルを経ても寸法安定性を維持します。これらの特性により、交換頻度が低減され、めっき浴の純度が向上します。.

グレード2チタン棒の溶接性および機械加工性

溶接性

グレード2チタンは、最も溶接しやすいチタングレードの一つとされています。 その単相アルファ組織には、溶接時に金属間化合物を生成したり、熱影響部(HAZ)の脆化を引き起こしたりする合金元素が含まれていない。これは、グレード5(Ti-6Al-4V)などの合金化グレードに比べて大きな利点である。.

推奨溶接パラメータ:

パラメータ 仕様
溶加材 ERTi-2 あたり AWS A5.16 / SFA-5.16
プロセス GTAW(TIG)、GMAW(MIG)、電子ビーム、レーザー
シールドガス アルゴン(純度99.999%以上)、Ar/He混合ガス
トレーリング・シールド 必須 — 溶接部を427°C(800°F)以下になるまで保護すること
予熱 ほとんどの厚さでは不要です
溶接後の熱処理 残留応力を低減するための、480~595°C(900~1,100°F)での応力除去

必須要件: チタンの溶接部は、溶接中および溶接後、金属の温度が427°C(800°F)を下回るまで、大気中の汚染物質(酸素、窒素、水素)から完全に保護されなければなりません。 この温度以上で酸素や窒素が混入すると、表面の変色や脆化を引き起こします。溶接部の色が金色、銀灰色、または淡い麦わら色であれば、適切なシールドが行われていることを示しますが、青色、灰色、または白色の場合は汚染されていることを示します。.

加工性

グレード2のチタンは機械加工が可能ですが、工具の摩耗や加工硬化を防ぐためには、特定の加工方法が必要です:

  • 切削速度: 鋼材の場合よりも低い切削速度を使用する。旋削加工では通常、30~60 m/minとする。
  • 工具: 鋭利な、コーティングされていない超硬合金または高速度鋼(HSS)製の工具。TiNコーティングが施された工具を使用すると、かじれが生じるおそれがあります。
  • 送り速度: 一貫した切りくずの形成を維持し、加工硬化を促進する摩擦を避ける
  • 冷却水: 十分な量の冷却液(水溶性)が不可欠です。チタンの熱伝導率が低いため、熱が切削刃に集中してしまうからです。
  • チップの搬出: チタンチップは高温下で可燃性があるため、切削領域からチップを遠ざけてください

グレード2は、強度が低く、硬い合金相が含まれていないため、一般的にグレード5(Ti-6Al-4V)よりも加工性が良いとされています。.

標準サイズ、公差、および納入条件

直径範囲および表面状態

直径範囲 表面状態 標準公差 真直度
6~25 mm 冷間引抜き/旋削 h9 1 mm/m 以下
26~80 mm 熱間圧延/旋削加工 h10–h11 1.5 mm/m 以下
81~150 mm 熱間圧延/鍛造 h11 ≤ 2 mm/m
151~300 mm 鍛造直後/粗旋削済み ±3 mm 合意に基づき

ご要望に応じて、より厳しい公差(例:h8研磨仕上げ)もご用意可能です。すべての公差は、ISO 286-1に基づくシャフト規格に準拠しています。.

標準の長さオプション

長さ 説明
500~3,000 mm 標準在庫長さ
最大6,000 mm 延長長さ、製鋼所発注
定尺切断 ±2 mmの標準的な切断公差
カスタム 最小注文数量を満たせば、どの長さでもご用意可能です

配送条件

グレード2のチタン丸棒は、以下の形で供給されます。 アニール状態 特に指定がない限り。合意により、以下の条件も選択可能です:

  • 焼きなまし(標準): 完全再結晶した微細組織;延性、溶接性、耐食性の最適なバランス
  • 圧延仕上げ/鍛造仕上げ: 自社で熱処理や焼鈍を行うお客様へ
  • ストレス解消: 後処理による応力除去が可能(ASTM B348の要件に基づき、480~595°C)

トレーサビリティと文書化

各注文には、以下のサポートが提供されています:

  • EN 10204 3.1 工場試験証明書(MTC) — 独立した第三者試験機関によって認証された化学分析および機械的試験の結果
  • バーエンドまたは付属のタグに、製造ロット番号が記載されています
  • ご要望に応じて寸法検査報告書を作成いたします
  • ご要望に応じて、ASTM B265の補足要件に準拠した超音波検査(UT)を実施可能です

グレード2とグレード5のチタン棒:どちらのグレードを選ぶべきか?

チタン棒材で最も一般的に指定される2つのグレードは、グレード2(商業用純チタン、UNS R50400)とグレード5(Ti-6Al-4V合金、UNS R56400)です。どちらを選択するかは、用途における強度、耐食性、溶接性、および成形性の要件のバランスによって決まります。.

物件の直接比較

プロパティ グレード2(CP Ti) グレード 5 (Ti-6Al-4V)
国連 R50400 R56400
初等基準 ASTM B348 ASTM B348 / AMS 4928
最小引張強度 345 MPa(50 ksi) 895 MPa (130 ksi)
最小降伏強度 275 MPa (40 ksi) 828 MPa(120 ksi)
密度 4.51 g/cm³ 4.43 g/cm³
溶接性 優秀 (ERTi-2) 良好 — 厳格な不活性ガスシールドおよびPWHTが必要
成形性 素晴らしい 中程度(高温での成形が必要)
耐食性 素晴らしい 素晴らしい
加工性 中程度 より難しい(強度が高い)
微細構造 単相アルファ 二相アルファ・ベータ
生体適合性 高(ASTM F67、ISO 5832-2) 高(ASTM F1472、ISO 5832-3)
代表的なアプリケーション 化学プラント、船舶、海水淡水化、電気めっき 航空宇宙用構造物、整形外科用インプラント、高荷重用締結部品

グレード2を指定すべき場合

エンジニアは通常、次のような場合にグレード2を選択します:

  • このアプリケーションには、以下の機能が含まれています。 腐食性の化学物質や海洋環境 溶接性と成形性が極めて重要な場合
  • 中程度の機械的負荷 が関与しており、グレード5の「重量対強度」の利点が求められない場合
  • コンポーネントは、以下の条件を満たす必要があります。 現場または工場での溶接 溶接後の複雑な熱処理を必要としない
  • 仕様書では、以下が求められている。 ASTM F67 または ISO 5832-2 (医療、インプラント周辺、または製薬分野での用途)
  • 費用対効果 が優先事項である――グレード2のCPチタンは、通常、グレード5の合金よりもkgあたりの価格が安い

代わりにグレード5を指定すべき場合

グレード5(Ti-6Al-4V)は、次のような場合に適切な選択となります:

  • 構造的または機械的な荷重には、275 MPaを超える降伏強度が求められる
  • 航空宇宙用の主要構造物、または荷重を支える整形外科用インプラントが対象となる(AMS 4928 または ASTM F1472 に準拠)
  • 動的荷重環境下における耐疲労性は、設計上の重要な要素である

よくある質問 — グレード2チタン丸棒

2級と 5級チタン?

グレード2は、最小引張強度が345 MPaの商業用純チタン(非合金)です。 グレード5(Ti-6Al-4V)は、6%のアルミニウムと4%のバナジウムを含む合金であり、最低引張強度は約2.6倍(895 MPa)です。 グレード2は、優れた溶接性、成形性、および耐食性が求められる場合に適しており、グレード5は、高い構造強度と耐疲労性が求められる用途に選択されます。.

グレード2のチタン丸棒にはどのような規格が適用されますか?

主な仕様は以下の通りです。 ASTM B348 (および圧力容器用途向けのASME SB-348)は、チタンおよびチタン合金の棒材およびビレットを対象としています。医療用途については、, ASTM F67 (外科用インプラント — 商業用純チタン)および ISO 5832-2 適用されます。工場試験証明書は、以下に基づき発行されます。 EN 10204 3.1.

グレード2のチタンは溶接可能ですか?また、どのような溶加材が使われますか?

グレード2チタンの溶接部 GTAW(TIG)またはGMAW(MIG)溶接法を容易に用いることができます。推奨される溶加材は AWS A5.16 / SFA-5.16 に基づく ERTi-2. 溶接は、高純度アルゴン(純度99.999%以上)によるシールド下で行わなければならず、溶接部が427°C(800°F)以下に冷却されるまで、追従シールドを維持しなければならない。 適切なシールドが行われている場合、溶接部の色は銀灰色または淡い麦わら色になります。青や白に変色している場合は、酸素汚染を示しています。.

グレード2のチタン棒は、海水環境で使用できますか?

グレード2チタンは、315°C(600°F)までの温度範囲において海水腐食に対して完全な耐性を示します。これは、炭素鋼やほとんどのステンレス鋼では達成できない性能レベルです。 75°Cを超える高温の濃縮塩水では、隙間腐食が発生する恐れがあります。このような使用条件下では、部品の設計において狭い隙間が生じないよう配慮する必要があります。.

ASTM B348に準拠したグレード2チタン棒の機械的特性はどのようなものですか?

Per ASTM B348-19 (焼なまし状態):最小引張強さ 345 MPa(50 ksi)、最小降伏強度 275 MPa (40 ksi、0.2%オフセット)、最小伸び20%(50 mm)、および最小断面積減少率30%。実際の製造値は、各注文に添付されるEN 10204 3.1製造試験証明書に記載されています。.

グレード2のチタン丸棒には、どのようなサイズ範囲と公差が用意されていますか?

在庫の直径は6 mmから300 mmまでです。標準公差は、直径および表面状態(旋削仕上げ、冷間引抜き、または圧延仕上げ)に応じて、ISO 286-1に準拠したh9~h11です。 長さは最大6,000 mmまでご用意可能です。長さ切りサービスもご利用いただけ、のこぎり切断による公差は±2 mmです。h8およびそれより厳しい精度の研磨仕上げについては、お問い合わせください。.

EN 10204 3.1 工場試験証明書は発行していますか?

EN 10204 3.1 認証は、すべてのご注文において標準で付帯します。 MTCには、独立した第三者検査機関によって認証され、鋳造ロット番号にトレーサビリティが確保された、実際の化学成分および機械的試験結果が記載されています。証明書には、適用される規格(ASTM B348、ASTM F67、または指定されたその他の規格)が明記されています。.

最小注文数量(MOQ)と一般的なリードタイムはどのくらいですか?

最低注文数量は10kgです。在庫品の納期は通常、3~7営業日です。特注サイズ、特殊公差、または大量注文の場合、直径や数量に応じて納期は2~4週間となります。具体的な在庫状況や見積依頼への回答については、営業チームまでお問い合わせください。24時間以内にご回答いたします。.

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