Ti-6242（Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo）は、高温下での持続的な構造性能を発揮するよう設計されたニアアルファチタン合金であり、その最大使用温度は約538°C （1000°F）であり、これはTi-6Al-4Vの実用上限を大幅に上回っています。AMS 4975に準拠して製造された丸棒材は、信頼性の高いクリープ抵抗と長期的な熱安定性が求められる、航空宇宙用コンプレッサーブレード、ディスク、および機体構造用ビレットの主要な加工用素材となっています。.
主な仕様
| パラメータ |
価値 |
| 合金名称 |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242) |
| 国連 |
R54620 |
| 一次基準（バー） |
AMS 4975 |
| その他の基準 |
AMS 4919（シート／プレート）、AMS 4976（鍛造品）、MIL-T-9047 |
| 密度 |
4.54 g/cm³ (0.164 lb/in³) |
| 最高使用温度 |
約538°C (1000°F) |
| 直径範囲 |
12～200 mm（特注サイズも対応可能） |
| 工場試験証明書 |
EN 10204 3.1 |
Ti-6242チタンとは何か？
Ti-6242は、アルミニウム（Al）、スズ（Sn）、 ジルコニウム（Zr）、モリブデン（Mo）を配合したニアアルファチタン合金であり、Ti-6Al-4Vなどの標準的なアルファ-ベータ合金が構造的完全性を失い始める温度域においても、卓越した熱安定性と耐クリープ性を発揮する。.
この合金の分類である「ニアアルファ」とは、主にアルファ相で構成され、残留ベータ相がごくわずかに含まれる微細組織を指します。アルファ相はベータ相のチタンよりも本質的に耐クリープ性に優れているため、この構成により、高温使用条件下でも材料の特性が安定します。 シリコン（Si：0.06～0.10%）を意図的に添加することで、粒界における転位移動を固定し、クリープをさらに抑制します。このメカニズムは、部品が持続的な熱的および機械的負荷を繰り返し受ける高圧コンプレッサー環境において極めて重要となります。.
Ti-6Al-4V（グレード5）と比較して、Ti-6242は連続使用温度が約140°C高く、同等の応力下でのクリープひずみ速度も測定上明らかに低くなっています。この利点を得る代償として、合金の組成がより複雑になり、溶接性が制限され、機械加工の難易度が高くなります。 その結果、Ti-6242の丸棒は、通常、耐熱性の要件が真にグレードアップを必要とする場合にのみ指定されます。主に、ジェットエンジンの高圧圧縮機（HPC）段、ガスタービンの構造用リング、および重量が重要な高温の機体部品用途などが挙げられます。.
化学組成 — AMS 4975
AMS 4975に基づく化学組成（重量パーセントで表示）：
| エレメント |
Min (wt%) |
マックス (wt%) |
| アルミニウム（Al） |
5.50 |
6.50 |
| スズ（Sn） |
1.80 |
2.20 |
| ジルコニウム（Zr） |
3.60 |
4.40 |
| モリブデン（Mo） |
1.80 |
2.20 |
| ケイ素（Si） |
0.06 |
0.10 |
| 鉄（Fe） |
— |
0.25 |
| 酸素 (O) |
— |
0.15 |
| カーボン |
— |
0.05 |
| 窒素（N） |
— |
0.05 |
| 水素 (H) |
— |
0.015 |
| イットリウム（Y） |
— |
0.005 |
| チタン（Ti） |
バランス |
— |
溶融工程： 棒材は、組成の均一性を確保し、高密度介在物（HDI）を除去するために、真空アーク再溶解法（VAR）または電子ビーム冷炉溶解法（EBCHM）によって製造されます。航空宇宙分野で重要度の高い棒材については、2回または3回のVAR処理が標準となっています。.
トレーサビリティ： 各ヒートには固有のヒート番号が割り当てられており、生産チェーン全体を通じて追跡可能で、EN 10204 3.1 ミルテスト証明書（MTC）に記載されています。.
機械的特性
AMS 4975 に基づく最低要件（溶体処理および時効処理済み）
AMS 4975に準拠する、溶体化処理および時効処理（STA）状態の丸棒には、以下の最小寸法が適用されます。
| プロパティ |
最小値（メートル法） |
最小値（インペリアル単位） |
| 引張強さ（UTS） |
896 MPa |
130,000 psi |
| 降伏強さ（0.2%オフセット） |
827 MPa |
120,000 psi |
| 4次元での伸び |
10% |
10% |
| 面積の縮小 |
25% |
25% |
代表的な特性（STA条件）
| プロパティ |
代表値 |
| 引張強さ（UTS） |
1050～1110 MPa |
| 降伏強さ（0.2%オフセット） |
965～1050 MPa |
| 伸び |
10–15% |
| 面積の縮小 |
25–35% |
| 硬度 |
30～36 HRC（約318～333 HV） |
物理的・熱的特性
| プロパティ |
価値 |
| 密度 |
4.54 g/cm³ (0.164 lb/in³) |
| 弾性係数 |
113～118 GPa（16,400～17,100 ksi） |
| せん断弾性率 |
44.5 GPa |
| ポアソン比 |
0.325 |
| 熱伝導率 |
~6.0～7.0 W/m・K |
| 熱膨張係数（CTE） |
~9.9 × 10⁻⁶ /°C（0～100°Cの範囲） |
| ベータ・トランスス |
約1000°C (1832°F) |
| 融点範囲 |
～1634～1664°C |
高温環境下での性能
Ti-6242は480°C以上でも十分な構造強度を維持しており、短時間の試験では引張強度が通常約700 MPa以上を維持します。持続的なクリープ荷重下における推奨最高使用温度は 538°C (1000°F) — スミス・アドバンスト・メタルズやスミス・メタル・プロダクツなど、業界のデータソースで広く引用されている閾値。.
Ti-6242 対 Ti-6Al-4V — 適切なグレードの選定
Ti-6242とTi-6Al-4Vは、いずれも航空宇宙分野で広く採用されているチタン合金ですが、その用途は根本的に異なります。以下の表は、材料選定の判断材料となるよう、両者の特性を直接比較したものです：
| プロパティ |
Ti-6242 (AMS 4975) |
Ti-6Al-4V / グレード5 (AMS 4928) |
| 合金分類 |
ニア・アルファ |
アルファ・ベータ |
| 国連 |
R54620 |
R56400 |
| 密度 |
4.54 g/cm³ |
4.43 g/cm³ |
| 引張強度（標準値 STA） |
1050～1110 MPa |
930～1000 MPa |
| 降伏強度（標準値 STA） |
965～1050 MPa |
860～910 MPa |
| 弾性係数 |
113～118 GPa |
114 GPa |
| 最大連続使用温度 |
約538°C (1000°F) |
約315～400°C（600～750°F） |
| クリープ耐性 |
スーペリア |
中程度 |
| 溶接性 |
フェア（PWHT推奨） |
グッド |
| 加工性 |
もっと難しい |
もっと簡単 |
| 相対コスト |
より高い |
より低い |
| 主な用途 |
ジェットエンジンのHPC段、機体用STAビレット |
航空機の機体構造、医療用インプラント、産業用 |
Ti-6242を指定すべき場合： この合金は、持続的な荷重下で動作温度が約315°Cを超える場合、構造上の要件として低クリープひずみが求められる場合、あるいはコンプレッサーステージの構成部品が400°Cを超える温度勾配を繰り返し受ける場合に適しています。.
Ti-6Al-4Vで十分な場合： 常温または中程度の温度（約315°C未満）での構造用途において、Ti-6Al-4Vは、物性に実質的な妥協を伴わずに、材料コストの低減、加工性の向上、および供給元の選択肢の拡大を実現します。.
航空宇宙および産業用途
Ti-6242丸棒は、機械加工または鍛造を経て、以下の用途分野における部品として製造されています：
- ジェットエンジンの高圧圧縮機（HPC）のブレードおよびベーン — この合金は、高温での引張強度と耐疲労性を兼ね備えているため、民間および軍用航空機に搭載されるターボファンエンジンのHPCステージに最適な材料となっている。.
- コンプレッサーディスクおよびブレード付きディスク（ブリスク） — ディスク鍛造品の原料には、大径の棒材またはビレットが使用される。そのニアアルファ組織は、使用温度下における低サイクル疲労および滞留疲労に対する耐性を支えている。.
- ファンハブおよび構造リング — 遠アルファ合金は、遠心荷重下でのクリープが寸法上の重大な懸念事項となるエンジン構造部品に好んで用いられる。.
- 機体構造用ビレット — 単一の材料に比強度と耐高温性の両方が求められる、高性能軍用機の耐力構造部材。.
- ガスタービン用産業用部品 — 高い吸気温度で稼働する産業用発電タービンでは、チタンの実用温度範囲内で、回転部品にTi-6242が採用されている。.
- 高性能自動車およびモータースポーツ — レース用エンジンのコンプレッサー部品や、強度対重量比の観点から高級合金のコストが見合う高温用構造部品において、限定的に使用される。.
取り扱い可能な形状、サイズ、および認証
提供される製品形態
| フォーム |
スタンダード |
コンディション |
| 丸棒 |
AMS 4975 |
溶液処理・時効処理（STA） |
| 丸棒 |
AMS 4975 |
二相焼鈍 |
| ビレット（大径） |
顧客仕様／AMS 4976に基づく |
鍛造仕上げまたはSTA |
| シート/プレート |
AMS 4919 |
二相焼鈍 |
丸棒 — 取り扱いサイズ
| パラメータ |
レンジ |
| 直径 |
12 mm – 200 mm (0.47インチ – 7.87インチ) |
| 長さ |
最大6,000 mm（標準）；ご希望の長さにカットすることも可能です |
| 表面仕上げ |
皮むき、旋削、またはセンターレス研削 |
| 真直度 |
≤ 1.5 mm/m（接地バー） |
注：標準範囲外の直径や大判ビレットについては、お問い合わせください。サイズのご用意は生産スケジュールによります。.
認証および品質関連文書
- 工場試験証明書（MTC）： EN 10204 3.1 — 化学成分、機械的試験結果、および溶解番号を含む
- 超音波検査： ご要望に応じて、AMS 2631に準拠した製品をご用意いたします
- 品質管理体制： ISO 9001 / AS9100（サプライヤー認定書類あり）
- パッケージ： 湿気から保護され、輸出要件に従って梱包されています。該当する場合は、ISPM 15に準拠した木製梱包材を使用しています。
よくある質問
Ti-6242チタン合金とは何ですか？
Ti-6242（正式名称：Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo（UNS R54620））は、高温下での構造的安定性が求められる航空宇宙用途向けに開発されたニアアルファチタン合金である。 この合金には、アルミニウム、スズ、ジルコニウム、モリブデンが含まれており、クリープ抵抗を高めるために少量のシリコンが添加されている。この合金は、主にジェットエンジンのコンプレッサー部品や高温環境下の機体構造材として指定されている。.
Ti-6242丸棒にはどのような規格が適用されますか？
丸棒および線材は、AMS 4975（チタン合金棒、線材、およびリング — 6Al-2Sn-4Zr-2Mo、溶体化熱処理および析出熱処理済み）の適用対象となります。 AMS 4976は鍛造品に、AMS 4919は同一合金系のシート、ストリップ、およびプレートに適用されます。軍事用途では、さらにMIL-T-9047を参照する場合があります。.
Ti-6242の最高使用温度はどれくらいですか？
Ti-6242は、約538°C（1000°F）までの温度範囲において、構造材としての持続使用が可能とされています。この温度限界は、航空宇宙分野の荷重条件下における、この合金の実用的な耐クリープ限界を反映したものです。この温度を超えると、クリープひずみ速度が上昇し、回転部品や荷重を受ける部品にとって寸法的に許容できないレベルに達します。.
Ti-6242はTi-6Al-4V（グレード5）とどのように異なるのでしょうか？
Ti-6242はニアアルファ合金であり、Ti-6Al-4Vはアルファ-ベータ合金である。Ti-6242は、STA状態において、連続使用温度が約140°C高く、優れた耐クリープ性を有し、引張強度も高い。 しかし、Ti-6Al-4Vと比較して密度が低く（4.54 対 4.43 g/cm³）、機械加工性が劣り、溶接性が限定的であり、材料コストも高くなります。この合金は、高温暴露が設計上の主要な要件となる場合に選択されます。.
Ti-6242は溶接可能ですか？
Ti-6242の溶接性はまずまずであるが、その範囲は限られている。 不活性雰囲気下でのガスタングステンアーク溶接（GTAW）による溶接は技術的に可能であるが、この合金は入熱に敏感であり、通常は溶接後熱処理（PWHT）を必要とする。航空宇宙分野のほとんどの用途において、Ti-6242は溶接組立品ではなく、鍛造品または機械加工品として使用される。.
どのようなミルテスト証明書（MTC）が発行されますか？
すべての棒材には、認定を受けた第三者試験機関が発行したEN 10204 3.1 製造試験証明書が付属しています。 この証明書には、完全な化学分析結果（分光分析）、機械的試験結果（引張強度、降伏強度、伸び、断面積減少率）、熱処理番号、および材料のトレーサビリティデータが含まれています。証明書には、AMS 4975への準拠が明記されています。.
どのような直径と長さが用意されていますか？
標準在庫の直径は12 mmから200 mmまでです。長さは最大6,000 mmまでご用意しており、長さ指定によるカットサービスも承っております。表面仕上げには、皮むき、旋削、センターレス研削などがあります。非標準サイズや大径ビレットに関するお問い合わせは、案件ごとに個別に対応いたします。.
最小注文数量（MOQ）はどれくらいですか？
STA状態の標準在庫径（12～100 mm）の場合、通常、最小発注数量（MOQ）は50～100 kgとなります。特注サイズ、大径ビレット、および特別な検査要件（AMS 2631 UT、特定のOEM認定など）については、お問い合わせの際にご確認いただく最小発注数量およびリードタイムが適用されます。.
