Grade 12(Ti-0.3Mo-0.8Ni)チタン合金（高耐食性チタン合金）
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製品概要
Titanium Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni)、UNS番号：R53400 は、純チタンのすき間腐食耐性を向上させるために開発された耐食性チタン合金 です。0.3% Mo および 0.8% Ni を含み、合金の強度を向上させる だけでなく、高温、低pHの塩化物、弱還元性酸環境 において 優れたすき間腐食耐性 を発揮します。その耐食性は 純チタンよりも優れ、Grade 7 合金に近い です。
ニッケル（Ni）は、塩酸溶液中でのチタンのすき間腐食耐性 を向上させますが、還元性酸環境では Ti-Ni 合金の耐食性は純チタンよりも低くなります。しかし、適量のモリブデン（Mo）を添加することで、還元性環境下での耐食性が向上 します。
Grade 12 合金 は 優れた加工性と溶接性 を備えており、化学工業 で広く使用されています。本合金は通常、焼鈍状態で使用 されます。加工は難しいものの、特定の分野では 代替不可能な利点 を持ちます。さらなる性能向上のために、適切な熱処理や表面処理 により、耐食性や機械的特性を強化 することが可能です。
製品形態
棒材、板材、管材、線材、帯材、鍛造品、鋳造品、機械加工部品 など、表面処理や熱処理 に対応可能。
物理的特性
化学成分（%）
• Ti = 残部
• Mo = 0.2% ~ 0.4%
• Ni = 0.6% ~ 0.9%
• Fe ≤ 0.30%
• C ≤ 0.08%
• N ≤ 0.03%
• H ≤ 0.015%
• O ≤ 0.25%
主要合金元素とその役割
• モリブデン（Mo）：耐食性を向上 させ、特に 局所腐食（孔食、すき間腐食） に対する耐性を強化。高温強度やクリープ特性も改善。
• ニッケル（Ni）：合金強度を高め、耐食性を向上 させる。特に 還元性酸環境下での耐食性を強化。
その他の物理特性
• 密度（20℃）：4.54 g/cm³
• 弾性率（室温）：103 ~ 107 GPa
• 硬度：180 ~ 215 HB
• 相変態温度：890℃ ± 15℃
• 密度（g/cm³）：~4.51
• 融点（℃）：~1660
• 引張強度（MPa）：550 - 700
• 降伏強度（MPa）：450 - 600
• 伸び（%）：15 - 20
• 弾性率（GPa）：110 - 120
材料特性
✔ 高耐食性：モリブデンとニッケルの添加により、海水や酸性環境（硫酸、塩酸など）、高温雰囲気で優れた耐食性を発揮。
✔ 優れた強度と靭性：機械的特性が高く、高負荷環境での使用に適している。
✔ 良好な溶接性：電子ビーム溶接、レーザー溶接、TIG溶接 などに対応し、溶接後の特性も安定。
✔ 局所腐食（孔食、すき間腐食）に強い：純チタンよりも局所腐食耐性が高く、海水や高塩化環境に適している。
✔ 熱安定性：高温環境でも 機械的特性を維持し、クリープ変形を起こしにくい。
✔ 高強度：TA10 チタン合金 は 高い強度対重量比 を持ち、高強度が求められる用途に適用可能。
製造および加工性能
✔ 加工性：チタン合金の切削加工は難しく、PCDまたはタングステンカーバイド工具 を使用し、適切な冷却剤を併用する必要がある。
✔ 熱処理：
• 焼鈍温度：600 - 750°C（延性と耐食性を向上）
• 固溶処理と時効処理：強度と耐食性をさらに最適化可能。
✔ 溶接性能：電子ビーム溶接、TIG溶接 などが可能。ただし、不活性ガス（アルゴンなど）環境下での作業が必要 で、酸化を防ぐことが重要。
応用分野
Ti-0.3Mo-0.8Ni は 耐食性と高強度が要求される分野 で広く使用されています：
✔ 化学工業：耐食性配管、貯蔵タンク、熱交換器、反応釜 など。
✔ 海洋工学：海水淡水化装置、海洋プラットフォーム、潜水機器。
✔ 航空宇宙：航空機構造部品、高温合金部品。
✔ 医療機器：生体適合性部品（骨プレート、インプラントなど）。
✔ 電力産業：原子力発電所の熱交換管、熱交換器配管。
他のチタン合金との比較
合金グレード | 主な合金元素 | 主な特性 |
Ti-0.3Mo-0.8Ni | Mo, Ni | 高耐食性、海洋・化学環境に適用 |
Ti-6Al-4V | Al, V | 航空宇宙分野で広く使用、高強度、高耐熱性 |
Ti-3Al-2.5V | Al, V | 適度な強度、優れた成形性、配管や自転車フレームに適用 |
Ti-0.2Pd | Pd | 極めて高い耐食性、原子力・化学工業向け |