ニオブチタン合金グレード36

Firmetal, 2025-11-20 09:10:00 PM

チタン合金グレード36は、本質的にはニオブチタン合金です。このグレードはUNS R58450に相当し、化学組成はTi-45Nb(約55% チタン、45% ニオブ)で、β型ニオブチタン合金に属します。強度と可塑性を両立させた優れた特性と優れた耐食性により、航空や医療などの分野で重要な役割を果たしています。

グレード36のニオブチタン合金は、従来の構造材料ではなく、超伝導材料の分野に属します。私たちが一般的に語る「チタン合金」とは本質的に異なります。一般的なチタン合金(Ti-6Al-4Vなど)は高強度と軽量化を目的として設計されているのに対し、ニオブチタン合金(Nb-Ti)は超伝導特性を得ることを目的としています。ニオブチタン合金は、極低温(液体ヘリウム温度4.2K、つまり-269℃)で超伝導を示す金属間化合物です。最も一般的な成分はNb-47wt.%Ti(重量比で約47%のチタンを含む)であり、実用化において最も重要な超伝導材料でもあります。

その主成分はNb-47wt.%Tiです。グレードによって、酸素、窒素、炭素、鉄などの不純物元素に対する管理要件が異なり、これらの不純物は超伝導性能に重大な影響を与える可能性があります。これは、特定の温度および磁場条件下で超伝導体が流すことができる最大無損失電流密度です。これは、超伝導材料の性能を測定するための重要な指標です。グレード36は、特定の最適化された臨界電流密度性能を備えた工業グレードを表す場合があります。ニオブ-チタン合金超伝導線の製造は、非常に複雑で精密なプロセスであり、通常の金属線の製造よりもはるかに複雑です。その主な目的は、微細構造の制御によってJcを最大化することにあります。材料を引っ張ったり変形したりすると、Nb-Ti合金内に多数の転位と粒界が発生します。この「変形-時効」サイクルは数十回、あるいは数百回繰り返され、最終的に材料内に緻密な格子欠陥と析出相を形成します。これらの構造は磁束束束縛中心として機能し、磁束線を効果的に「固定」することで、大きな超伝導電流が抵抗なく通過できるようにし、Jcを大幅に向上させます。

グレード36は、成形および加工において優れた熱間加工性を備えています。最適な熱間圧延温度は750~800℃です。この温度では、棒鋼から線材に加工された製品の性能は規格を完全に満たします。また、冷間加工性も良好で、棒鋼、板材、管材、線材など、様々な形状に容易に加工できるため、様々な用途のカスタマイズされた要件を満たすことができます。溶接および熱処理:溶接には、AWS A5.16規格でERTi-36溶接材料として規定されているタングステンガスシールド溶接を採用できます。単相β合金であるため、安定した性能を維持するために溶接後に追加の熱処理は必要ありません。全体的な加工は複雑な技術を必要とせず、比較的高い成形効率を有しています。

ニオブチタン合金グレード36は、超伝導材料業界における特殊なグレードであり、その組成はNb-47Tiです。構造材料ではなく機能材料です。その価値は、液体ヘリウム温度で大電流を損失なく伝送し、強力な磁場を発生させることにあります。現代医学(MRI)や最先端の物理科学研究(核融合、素粒子物理学など)に欠かせない基盤材料です。

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