ボートで使う金属部品 チタン編

　
今回はチタン材について

耐食環境にめっぽう強い「チタン」
　
純チタン系と純チタンに混ぜ物をしたチタン合金系の2系統に分けられる。
　
特徴としては・・・
・多くの環境でステンレス鋼を凌ぐ優れた耐食性を示す。
　チタンは酸素に触れると酸化し、表面に極薄い酸化物の
　皮膜（不動態皮膜）を形成する。
　
　これは先に述べたステンレス鋼材と同様だが、
　チタンの不動態皮膜は他の金属に比べ特に強固。
　これにより優れた耐食性を有し、酸素/酸/海水などの
　腐食性環境にめっぽう強い。
　
・加工性が悪い＝高価になってしまう
　
・合金化する事で機械的特性は向上する。
　
　代表的なチタン合金で「64チタン」（ろくよんちたん）と
　呼ばれるα-β型チタン合金があるが、
　これは6％のアルミと4％のバナジウムを
　含有することに由来する名称のついたもの。
　
　
　
純チタンについて
　　
比重4.51[g/cm3]で比較的軽く、FeとAlの中間。
1種～4種までの4種類で数字が大きいほど強度が高い。
　
1種
最も純度の高いチタン材料。
不純物が少ないため、最も柔らかい。
引張強さ270～410[MPa]　耐力165[MPa]以上　伸び27％以上
　
2種
標準的なチタン材料。
硬さや強度のバランスが良く、汎用チタンとして広く使われている。
一般的に入手できるネジやナットは2種の物が多い。
引張強さ340～510[MPa]　耐力215[MPa]以上　伸び23％以上
　
3種
引張強さ480～620[MPa]　耐力345[MPa]以上　伸び18％以上
　
4種
引張強さ550～750[MPa]　耐力485[MPa]以上　伸び15％以上
　
※数字は代表値。
　3種4種については一般的な材料では無いようで、あまり目にすることは無い。
　この2つは詳しくは知らないので機械的数値の掲載に留める。
　
　
　
ボート艤装では・・・
耐食性を向上させる目的であれば、現状使用している材料が
SUS304やSUS316ないし316Lの場合は引張強度の近い数字の物を
選ぶ方が良いので、2種以上の使用が望ましいと思う。

さほど荷重の掛からない箇所であれば、既存の材料が錆びて
交換する事になった場合は純チタン化も一考の余地はある。
但し、摩耗に弱いので使用に際しては注意が必要となる。
　
　
実際に自分のボートでチタン2種のネジ、ナット、ワッシャーを使っているのは
ロッドホルダーの固定部とバウデッキ上のアイストラップの固定部、
スパンカーのドローコード引きまわし部品の固定部。
現在フィールドテスト中。
　
316（316L）でも充分な耐食性はあるので、何もチタン化しなくても・・・
　
　
　
　
チタン合金について
　
チタン合金に関しては、コストが一気に跳ね上がる為、
私が使う範囲での艤装品の固定に合金はもったいないのと、
且つ詳しく知らないので、ここでの紹介は簡単に。

チタン合金には耐食合金、α型、α-β型、β型の4種があり、
何れもなにがしかの混ぜ物をする事で機械特性を向上させている。
（「合金」なので当たり前のことだが・・・）
　
　
耐食合金
純チタンに極微量の白金族元素などを添加し、
純チタン以上の耐食性を持たせたもの。
　
α型
AlとSnを添加し、耐熱性と低温特性を向上させたもの。
　
α-β型
AlとVを添加し、高い強度と高い延性を持たせたもの。
合金の代表格と言って良いと思う。
　
β型
Al、V、Sn、Crを添加し、超高強度を得られるようにしたもの。
ちなみに引張強度は830～1400[MPa]程度と鋼材やプリハードン鋼※並み。
　
※プリハードン鋼：焼き入れ処理を行った鋼材で金型などに用いられる物。
　
　
　
チタンは専門外なのでこの程度の記述で・・・。
　　
次回はアルミの話を少し・・・