チタン Grade 2かGrade 5か：使わない強度に費用を払っていませんか

Ryan, 創業者 2026年7月15日

多くの人にとって、チタンといえばGrade 5です。使用されるチタンのおよそ半分を占め、航空宇宙で「チタン」と言えばこれを指します。そして、Grade 2で十分に機能し、費用も手間も少なく済むはずの図面にも指定されています。

置き換えが誤りの場合もあります。しかし、誤りでないことも多いのです。見分け方を説明します。

2つの合金

Grade 2は工業用純チタンです。酸素と鉄を管理した、約99 %のチタンです。α単相組織で、柔らかく延性があり、耐食性が非常に高く、溶接や成形が容易です。

Grade 5はTi-6Al-4V、つまりアルミニウム6 %、バナジウム4 %を含む合金です。α+β二相組織で熱処理が可能であり、強度はGrade 2のおよそ3倍です。

注目すべき行が2つあります。Grade 2の耐食性はGrade 5より劣るのではなく、優れています。合金元素の添加で耐食性はわずかに下がるからです。そしてGrade 2はおよそ2倍加工しやすく、複雑な部品ではこれが材料価格以上に効いてくることがあります。

求められるのが耐食性で、荷重ではない場合。化学プロセスの配管、熱交換器の部品、陽極、海水用の継手、海水淡水化装置の部品、船舶用の艤装品。部品の役割が腐食しないことであれば、安くて耐食性の高い合金こそが、より良い合金です。

溶接される部品。Grade 2は容易に溶接できます。Grade 5も溶接できますが、溶接部と熱影響部の延性が低下し、表側と裏側の両方に適切な不活性ガスシールドが必要になります。溶接構造物では、Grade 2を選ぶことでリスクをひとつ取り除けます。

成形される部品。Grade 2は冷間成形が可能です。Grade 5はほとんどできません。

応力が本当に低い部品。ほとんど荷重を受けないものの、化学的な環境に耐える必要がある、あるいは非磁性で軽量である必要があるブラケット、カバー、ハウジング、スペーサー。

規格が認める範囲の医療用インプラント。強度が許す場合、インプラント部品にはGrade 2やGrade 4が使われます。高強度が必要な場合はGrade 23 ELIが対応します。

構造的な荷重。意味のある応力を受けるものすべて。3倍の耐力は小さな余裕ではありません。

疲労。繰返し荷重には、Grade 5が明らかに有利です。

ねじと小さな荷重支持形体。Grade 5なら問題にならない荷重でも、Grade 2のねじはかじりやねじ山の損傷を起こします。

荷重下での高温環境。

重量が重要な構造物。比強度こそがチタンを選んだ理由のすべてである場合です。

選択肢は二者択一ではありません。

Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) は中間に位置します。耐力はおよそ620 MPaで、溶接性と成形性を保ち、チューブや油圧配管によく使われます。Grade 2と5しか知らないバイヤーには、あまり活用されていません。

Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) は、酸素と鉄を減らして破壊靭性と極低温特性を高めたGrade 5です。インプラントや一部の航空宇宙用途では標準です。価格は高く、材料の入手性もより限られます。

Grade 7と11はパラジウムを添加し、工業用純チタンでは対応しにくい還元性の酸に対する耐性を高めたものです。

Grade 12はモリブデンとニッケルを添加し、高温での隙間腐食に対する耐性を高めたものです。

どちらの合金もチタンの基本的な性質を共有しています。熱伝導率が低く、化学的に活性で、スプリングバックがあり、工具を止めずに十分な切込み負荷を保つことが絶対条件です。 Ti-6Al-4Vの加工で切削条件を説明しており、Grade 2にもおよそ50〜80 %高い切削速度で当てはまります。

Grade 2特有の問題は、粘りが強いことです。刃先に溶着し、せん断されずにむしれるため、工具が鋭くなければ仕上げ面が悪くなります。Grade 5の問題は熱と工具摩耗です。悩みは違っても、対策は同じです。鋭い工具、十分な送り、そして高圧クーラントです。

薄肉部品では、Grade 2の剛性の低さによって、たわみは改善するどころか悪化します。薄肉チタン部品をご覧ください。

その部品は何から守られるべきでしょうか。荷重でしょうか、それとも化学的な環境でしょうか。

答えが化学的な環境であれば、Grade 2から始め、応力計算で必要になったときだけ上げてください。答えが荷重であれば、Grade 5から始めてください。

両方であれば、使用環境と荷重を添えて、見積依頼にそう書いてください。これは図面を確定する前にサプライヤーが手助けできる種類の質問であり、初品の後に尋ねるより、その段階で尋ねるほうがはるかに安く済みます。

図面と部品の用途を送ると、24営業時間以内に価格入りの見積りをお返しし、より安いグレードで用途に耐えられる場合はそうお伝えします。