チタン合金は、他の元素が添加されたチタンをベースにした合金です。 チタンには2つの同形結晶があります。882°C未満の最密六方晶αチタンと、882°C以上の体心立方βチタンです。
合金元素は、相転移温度への影響に応じて3つのカテゴリに分類できます。
①α相を安定化させ、相転移温度を上昇させる元素は、アルミニウム、炭素、酸素、窒素などのα安定化元素です。 その中で、アルミニウムはチタン合金の主要な合金元素であり、合金&＃39;の常温および高温強度の改善、比重の低減、および弾性率の増加に明らかな効果があります。
②β相を安定化させ、相転移温度を下げる元素はβ安定化元素であり、同形と共析の2種類に分類できます。 前者には、モリブデン、ニオブ、バナジウムなどが含まれます。 後者には、クロム、マンガン、銅、鉄、シリコンなどが含まれます。
③相転移温度にほとんど影響を与えない元素は、ジルコニウムやスズなどの中性元素です。
チタン合金の主な不純物は、酸素、窒素、炭素、水素です。 酸素と窒素はα相への溶解度が高く、チタン合金に大きな強化効果がありますが、可塑性が低下します。 通常、チタン中の酸素と窒素の含有量は、それぞれ0.15〜0.2％と0.04〜0.05％以下であると規定されています。 α相への水素の溶解度は非常に小さく、チタン合金に溶解している水素が多すぎると水素化物が生成され、合金がもろくなります。 一般的に、チタン合金の水素含有量は0.015％未満に制御されます。 チタンへの水素の溶解は可逆的であり、真空アニーリングによって除去することができます。