チタングレード7 丸棒

グレード7チタン丸棒は、0.12～0.25 wt%のパラジウムを含む商業用純チタン（CP）合金であり、以下に供給されています。 ASTM B348 そして ASME SB-348 規格。パラジウムの添加により、グレード2の機械的特性を完全に維持しつつ、酸性環境や高温塩化物環境下での耐食性が飛躍的に向上します。代表的な用途としては、化学処理、海水淡水化、製薬、および海洋設備分野における撹拌機シャフト、ポンプシャフト、バルブステム、締結部品のブランク、ならびに反応器内部構造部品などが挙げられます。.

主な仕様

なぜグレード7なのか？ 酸処理におけるパラジウムの利点

グレード7は、機械的特性においてグレード2と同一ですが、グレード2では耐えられない腐食環境下でも性能を発揮します。この違い――つまり、グレード7が存在する唯一の理由――は、0.12～0.25 wt%のパラジウムを厳密に制御して添加したことによるものです。.

パラジウムがチタンの腐食挙動にどのような変化をもたらすか

非合金CPチタン（グレード1、グレード2）は、安定したTiO₂パッシブ膜によって耐食性を確保しています。酸化性環境や中性の塩化物媒体においては、この膜は自己修復性があり、高い保護効果を発揮します。 酸性環境の緩和 — 希塩酸、希硫酸、熱リン酸 — これにより、不動態皮膜は熱力学的に不安定となり、グレード2は活発に腐食する。.

パラジウムは、～として機能することでこの問題を是正する。 陰極脱分極装置. 電気化学的なレベルでは、Pdはチタン表面における水素の過電位を低減させ、開回路腐食電位をより貴金属側（正の値）へとシフトさせる。このシフトにより、合金の動作電位が活性／不動態遷移点より上方に移動し、非合金チタンではTiO₂皮膜が剥離してしまうような条件下でも、その皮膜を健全な状態に保つことができる。.

実際の結果として、グレード7は、グレード2やほとんどオーステナイト系ステンレス鋼において急速な活性腐食を引き起こすような温度および濃度条件下でも、希HCl、希H₂SO₄、および湿ったHClガスに対しては受動状態を維持する。.

隙間腐食耐性

隙間腐食は、形状の制約により電解質の流入が妨げられる熱交換器のチューブシート、フランジ接合部、および締結部において特に懸念される問題である。ATIおよびTIMETが公表したデータによると、パラジウムを添加することで、隙間腐食の臨界温度が大幅に上昇することが示されている：

この170°Cの余裕幅こそが、高温ブライン回路、塩素含有スクラバー液、および高温酸プロセス流体に対してグレード7が指定される主な技術的理由である。.

7年生 vs 11年生 vs 12年生 vs 17年生 — 選び方

これら4つのグレードはすべて、CPチタンに比べて耐食性が向上しています。どのグレードを選ぶかは、母材合金の強度、Pd含有量、およびコストの優先度によって決まります：

決定ガイド：

• 酸環境（希HCl、希H₂SO₄、高温H₃PO₄）の低減 → グレード7
• 腐食環境下での最高の冷間成形性 → 高校2年生
• より高い強度要件 ＋ 軽度の腐食性媒体 → 12年生
• Pd含有量の低減が技術的に許容される場合のコスト圧力 → 17級

化学成分 — ASTM B348 グレード7の要件

グレード7のチタン丸棒の化学組成は、以下の要因によって決まります。 ASTM B348-19 （チタンおよびチタン合金棒・ビレットの標準仕様）。以下に列挙するすべての元素については、パラジウム（規定範囲が定められている）を除き、最大許容値が適用される。.

なぜ酸素と鉄の限界値が重要なのか

CPチタンの主な間隙強化元素は酸素と鉄です。グレード7は、強度と延性のバランスに優れたグレード2の母材組成（O ≤ 0.25%、Fe ≤ 0.30%）を採用しています。 グレード1の基材（グレード11で使用）では、酸素含有量をより低く（≤ 0.18%）抑えることが可能であり、引張強度を多少犠牲にする代わりに、より高い延性と冷間成形性を実現している。.

腐食が重大な問題となる用途では、鉄分含有量に注意を払う必要があります。鉄分濃度が高くなると、粒界に鉄を豊富に含む第二相が形成され、ガルバニック微小セルが生じ、局所的に保護膜であるTiO₂膜が損なわれる恐れがあります。トレーサブルなMTRを添付したASTM B348に準拠した仕様を定めることで、鉄分が管理限界内に収まるようにすることができます。.

機械的特性 — ASTM B348 グレード7

グレード7は、グレード2と同じ最低機械的特性要件を満たしているため、グレード2がすでに承認されているが、さらなる耐食性が求められる場合、そのまま置き換えて使用することができます。.

7級対5級（Ti-6Al-4V） — 耐食性を優先するか、強度を優先するか

グレード5（Ti-6Al-4V、UNS R56400）は、グレード7の約2倍の引張強度（ASTM B348に基づく引張強さ（UTS）が895 MPa以上に対し、グレード7は345 MPa以上）を有しており、構造用および航空宇宙用途における標準的な選択肢となっています。 しかし、グレード5は還元性酸環境下における耐食性においてグレード7に及ばず、溶接後の熱処理を行わない場合、溶接が格段に困難になります。構造的荷重ではなく使用環境が設計上の決定基準となる化学プラントのシャフト、バルブステム、および締結部品については、グレード7が適切な仕様となります。.

腐食性化学環境下における耐食性能

グレード7の最大の特長は、非合金CPチタンや一般的なステンレス鋼グレードと比較して、定量的に優れた耐食性を備えている点です。以下のデータは、ATI Metals、TIMETの技術ノート、および『ASMハンドブック』第13B巻（「腐食：材料」）からまとめた、公表されている耐食性能を示したものです。.

希塩酸（HCl）中の抵抗

無合金グレード2チタンは、室温では約5%以上のHCl濃度で、また温度が約60°Cを超えると極めて低い濃度（1～3%）でも、測定可能な速度で腐食します。グレード7では、安全な使用範囲が大幅に拡大されます：

これらの値は、0.13 mm/yr（5 mpy）未満におけるおおよその等腐食境界を表しています。実際の性能は、通気状況、流速、および酸化性物質の存在の有無によって異なります。出典：ATI Ti Corrosion Engineering Guide、ASM Handbook Vol. 13B。.

硫酸（H₂SO₄）中の抵抗

グレード7は、グレード2では効果が得られない希硫酸環境において、有効な保護効果を発揮します：

注：脱気条件下において、1–5%鋼のH₂SO₄中での7級腐食速度は、190°Cまで0.13 mm/yr（5 mpy）未満に抑えられている（出典：TIMET腐食速度データ）。 20%を超える濃度の高濃度のH₂SO₄では、性能が急速に低下する。高濃度の硫酸を使用する場合は、ジルコニウムまたはハステロイB-3の採用を検討すべきである。.

高温塩化物環境における隙間腐食

NaClおよびMgCl₂の塩水中におけるチタンの臨界隙間腐食温度（CCT）は、海水淡水化装置や船舶用熱交換器の設計において重要なパラメータである：

• グレード2： pH > 1 の飽和 MgCl₂ 溶液中での CCT ≈ 80°C
• 7年生： pH > 1 の飽和 MgCl₂ 溶液中での CCT ≈ 250°C（ATI 公表データによる）

この170°Cの余裕度により、グレード7は、事実上すべての商業用海水淡水化プロセスの塩水温度（通常40～120°C）において、隙間腐食のリスクなしに使用することができます。.

Grade 7 対 ハステロイ C-276 — ライフサイクルコストの観点から

弱酸環境では、ハステロイ C-276（UNS N10276）が従来から高性能な代替材料として用いられてきました。グレード 7 は、いくつかの理由からライフサイクルコストの面で優位に立っています。

重量がベアリングの負荷やシールの摩耗に直接影響する撹拌機シャフトやポンプシャフトの場合、グレード7の密度の優位性は、材料価格とは無関係に、機器のライフサイクルにおけるコスト削減という具体的な効果をもたらします。.

利用可能な仕様 — 寸法および公差

グレード7のチタン丸棒は、機械加工部品、構造部材、および締結部品のブランクに対応できるよう、幅広いサイズ展開で製造されています。.

直径および長さの範囲

すべての形状について、長さ切りサービスをご利用いただけます。最小切断長さは100 mmです。標準在庫サイズについては追加料金はかかりません。.

表面の状態

• 熱間圧延／スケール除去（酸洗い）： 荒加工された部品に使用される大径部品の標準仕上げ。ASTM B600に準拠した酸酸洗処理により、表面の酸化皮膜を完全に除去しています。.
• 冷間引抜き： 熱間圧延品に比べ、寸法精度と表面仕上げが向上しています。さらなる切削加工が制限される精密加工部品に適しています。.
• センターレス研削： 最も厳格な寸法管理。ポンプシャフト、バルブステム、その他の公差が厳しい回転部品における標準仕様です。代表的な公差はh9です（例：直径25 mmの場合：+0/−0.052 mm）。.

関連製品の規格 — ASTM グレード7

規格および認証

グレード7のチタン丸棒は、以下の規格に基づいて製造および試験されています。該当するすべての規格を、現在の名称とともに記載しています。.

EN 10204 3.1 対 3.2 — プロジェクト要件におけるそれぞれの意味

タイプ3.1 これは、化学プラントおよびオフショア向けの調達における業界標準です。製鋼所が認定した検査員が試験報告書の立会いを行い、署名します。この文書は特定の生産ロット番号まで遡及可能であり、ASTM B348で要求されるすべての試験を網羅しています。.

タイプ3.2 一部のEPC請負業者、原子力プロジェクト、および防衛関連の仕様書では、これが必須とされています。独立した検査員（ロイド、ビューロー・ベリタス、TÜV、またはエンドユーザー側の検査員）が試験に立ち会い、報告書に共同署名します。 リードタイムが長くなり、追加費用が発生します。RFQ（見積依頼）の段階で3.2を指定してください。3.1の証明書に事後的に追加することはできません。.

製造、機械加工、および溶接

グレード7の丸棒の機械加工

グレード7は、グレード2のCPチタンと同様に加工されます。主な課題は、熱伝導率が低いこと（これにより切削刃に熱が集中する）、加工硬化を起こしやすいこと、およびスプリングバックです。推奨される加工方法：

• 工具： 超硬（C-2グレードまたはコーティング済み）が望ましい。刃先が鋭利であることが必須である。摩耗した工具での加工は絶対に避けてください。
• 切削速度： 旋削加工時：30～60 m/min（ステンレス鋼よりも低速 — 放熱が極めて重要）
• 送り速度： 中程度～高 — 切削速度を速くすると加工硬化が促進される；切りくずとの接触を絶やさないようにする
• 冷却水： 水冷が必須。水溶性クーラントが推奨される。乾式加工は不可。
• 避けるべきこと： 切削端部の状態を整える。切りくずがスムーズに排出されるようにし、再切削や熱の蓄積を防ぐ

溶接グレード7 — 溶接工程およびシールドガスに関する要件

グレード7は、GTAW（TIG）による溶接が完全に可能です。重要な要件は、加熱サイクルの間および終了後に、溶接部から酸素および窒素を完全に排除することです。 チタン溶接金属における許容可能な最大酸素含有量は約0.3%（3,000 ppm）であり、水素汚染が150 ppmを超えると脆化を引き起こします。これらのリスクは、溶接サイクル全体を通じて不活性ガスによるシールドを継続的に行うことで抑制されます。.

溶加材： ERTi-7 (AWS A5.16) — 溶接部においてグレード7の母材と同等の耐食性能を発揮するパラジウム含有溶加材。 ERTi-2（グレード2溶加材）は、溶接部の耐食性が重要でない構造接合部には使用可能ですが、溶接部がプロセス環境にさらされる場合は、ERTi-7を使用する必要があります。.

シールドに関する要件：

• トーチ用シールドガス：アルゴン（純度99.998%以上）、10～15 L/min
• バックパージ（根元側）：アルゴン。溶接部および熱影響部（HAZ）の温度が最低260°C（500°F）を下回るまで維持すること。この閾値を超えると、チタンは酸素と反応する（AWS D10.6に基づく）。
• 後部シールド：外部パスでは必須 — アークの後方75～100 mmまで延ばすこと

溶接部の熱変色 — 合格基準と不合格基準：

標準的な化学薬品環境下におけるグレード7の溶接部材については、溶接後熱処理（PWHT）は不要である。高サイクル疲労環境下で使用される厚肉部品については、応力除去処理が指定される場合がある。.

溶接グレード7からグレード2まで

グレード7とグレード2の異種溶接部は、金属組織的に適合しています。どちらもα相のCPチタンです。 接合部が腐食プロセスにさらされる場合、溶接金属中のパラジウム含有量を維持するためにERTi-7溶加材を使用してください。溶接継手の機械的特性は、強度の低い母材（グレード2またはグレード7 — いずれも最低要件は同じ）に一致します。.

産業用途

グレード7の丸棒は、腐食が深刻な化学プラントや船舶用途における回転部品や静止部品に採用されています。以下に、シート、プレート、またはチューブとは異なり、丸棒が適切な製品形態となる主な用途分野を示します。.

• 塩素・アルカリプラント： グレード2が加速腐食を受ける、湿潤塩素および二酸化塩素環境下における陽極支持軸、バルブステム、および締結部品のブランク
• リン酸および硫酸の取り扱い： 希酸範囲（H₂SO₄：10%未満、H₃PO₄：5%未満）で稼働する肥料製造プラントおよび酸濃縮プラントにおける撹拌機シャフト、ポンプシャフト、および塔内装置
• FGDスクラバー（排煙脱硫）： 塩化物で汚染された液が使用されるSO₂洗浄回路における締結部品、支持ブラケット、および構造部材
• パルプ・製紙 — 漂白プラント： ClO₂漂白塔および次亜塩素酸塩洗浄工程におけるシャフト材および締結部品
• 海水淡水化 — 濃縮水回路： 最大120°Cの多段フラッシュ（MSF）および逆浸透（RO）ブライン回路における熱交換器のチューブシートプラグ、ポンプシャフトスリーブ、および締結部品
• 海洋石油・ガス： NACE MR0175に準拠した、サワー環境（H₂S含有）における海底用ファスナー、バルブステム、および計装用継手

注文、在庫、および認証パッケージ

標準在庫とリードタイム

在庫品に対しては、定尺切断、研磨、センターレス研削などの二次加工が可能です。.

認証パッケージ（スタンダード）

ASTM B348 グレード7の丸棒の出荷には、毎回以下のものが含まれます：

• EN 10204 3.1 工場試験報告書 記載事項：ロット番号、化学成分（ASTM B348に基づく全元素、確認済みのPd 0.12～0.25%を含む）、機械的試験結果（引張強さ、降伏強さ、伸び、断面積減少率）、熱処理条件、および認定検査員の署名
• 寸法検査記録： ASTM B348に規定される直径、真直度、および長さの許容偏差
• 材料のマーキング確認： ASTM B348 第13節に基づき、棒材にヒート番号が刻印またはステンシルで印字されていること

EN 10204 3.2、NACE MR0175 適合証明書、PMI（XRF）試験報告書、およびお客様固有の文書は、ご要望に応じてご提供可能です。お見積り依頼の段階でその旨をご指定ください。.

最小注文数量

在庫品については、最低注文数量（MOQ）の制限はありません。工場からの注文については、工場が定める1ロットあたりの最低重量（通常、直径に応じて500 kg～2,000 kg）が適用されます。少量のご注文におけるロット分割については、弊社営業チームまでお問い合わせください。.

よくある質問 — グレード7チタン丸棒

グレード7は、なぜグレード2よりも耐食性に優れているのですか？
グレード7には、0.12～0.25 wt%のパラジウム（ASTM B348準拠）が含まれており、これは陰極脱分極剤として機能します。 酸性環境（希HCl、希H₂SO₄、高温リン酸など）において、パラジウムは腐食電位を活性／不動態遷移点より上にシフトさせ、グレード2が活発に腐食する場所でもTiO₂の不動態皮膜を保持します。.

グレード7チタンとグレード11チタンの違いは何ですか？
どちらのグレードも、パラジウム含有量（0.12～0.25%）は同じであり、同等の耐食性を備えています。違いは母材の組成にあり、グレード7はグレード2の母材（O ≤ 0.25%、UTS ≥ 345 MPa）を使用しています。 グレード11はグレード1の母材（O ≤ 0.18%、UTS ≥ 241 MPa）を使用しています。グレード11は、最大限の冷間成形性が求められる場合に選択され、グレード7は機械加工用棒材用途における標準的な選択肢となります。.

各出荷にはどのような書類が同梱されていますか？
すべての出荷品には、EN 10204 3.1 工場試験報告書が同梱されており、これには完全な化学成分（確認済みのPd 0.12～0.25%範囲を含む）、製造ロット番号にトレーサブルな機械的試験結果、および寸法検査記録が記載されています。 EN 10204 3.2およびNACE MR0175への適合証明書は、ご要望に応じてご提供いたします。.

受け取った棒材がグレード2ではなく、グレード7であることをどのように確認すればよいですか？
XRF（携帯型X線蛍光分析）により、パラジウム含有量を数秒で測定することができ、パラジウム合金チタンの入荷検査では標準的な手法となっています。 重要な用途においては、納入ロットからの試料に対し、ICP-OES（誘導結合プラズマ）による実験室分析を行うことで、確実な化学組成を特定できます。バーの刻印にあるロット番号は、常にMTRと照合してください。.

どのような場合に、12年生よりも7年生を選ぶべきでしょうか？
還元性酸環境（希薄HCl、希薄H₂SO₄、湿潤HClガス）や、高温のハロゲン化物媒体において隙間腐食のリスクがある場合には、グレード7を選択してください。 グレード12（Ti-0.3Mo-0.8Ni、UNS R53400）は、より高い強度（引張強さ UTS ≥ 483 MPa）を備えており、ニッケルとモリブデンの組み合わせによって十分な保護が得られる軽度の腐食環境において、より費用対効果に優れています。 グレード7は、腐食による破損が安全性や規制上の問題につながる場合において、保守的かつ仕様要件を満たす安全な選択肢です。.

グレード7のチタンは溶接可能ですか？
はい。グレード7は、ERTi-7パラジウム含有溶加材を用いたGTAW（TIG）溶接で完全に溶接可能です。酸素や窒素による汚染を防ぐため、溶接サイクル全体を通じて、トーチガス、バックパージ、トレーリングシールドを含む完全な不活性ガスシールドが必要です。 溶接品質の適否は、熱変色検査によって確認されます。銀色から淡い金色までの変色は許容範囲ですが、青色や灰色の変色は汚染を示しており、手直しが必要です。.

グレード7は、サワー環境におけるNACE MR0175／ISO 15156に準拠していますか？
はい。NACE MR0175 / ISO 15156-3 では、グレード 7（UNS R52400）が、サワー（H₂S 含有）石油・ガス用途における許容材料として記載されています。正式な NACE 認証が必要なプロジェクトについては、ご要望に応じて適合証明書をご提供いたします。.

標準的なサイズ範囲と一般的な納期はどのようになっていますか？
一般的な直径（25～100 mm）の製品は在庫があり、2～5営業日以内に発送されます。標準外の直径および長さの製品は、製鋼所への発注により製造され、リードタイムは6～12週間です。直径200～400 mmの特注ビレットについては、10～16週間かかります。 在庫品については、長さ切りや表面仕上げを、納期に影響を与えることなく承ります。.