チタン素材と種類

車やバイクに使用されるチタンで最も多いのが、Ti-6Al-4V材を使ったチタンボルトじゃないだろうか。マフラーやエキパイ等に使用されるのが純チタンと言われるCPチタンで、排気バルブ等に使用される耐熱チタンにはニアαTIMAL834等が使用されチタンの種類もかなり多い。



　　種類　　　　　　　 　　　　 引張強度　　　降伏強度　　　伸び　　　　使用用途
　　　　　　　　　　　 　　 　　 （MPa) 　　　　 (MPa) 　　　 　　 (%)
　　　
CPチタン(1k級）　　 　　　　　　～300　　　　～250　　　　　30　　　　マフラー

CPチタン（2級）　　 　 　　　　　 ～450　　　～380　　　　　　22　　　　排気系

Ti6Al-4V 　　　　　　　　　　　 ～1,050　　　 ～950　　　　　10　　　　コンロッド、ボルト

Ti6Al4Sn4Zr1Nb1Mo0.2Si 　　 　　　　　　　　 1,150 　　　　 4 　　　　 排気バルブ
　　
Ti4.5Fe6.8Mo1.5Al　　　　　　　　1,290　　　　　1,380　　　　10　　　サスペンション

γTi-46.8Al1Cr0.2Si 　　　　　　 525 　　　　　 410 　　　　 ～２　　　ピストンピン
　　　


エンジン部品の中でも特に重要なコンロッドには圧縮力、引っ張り力、曲げ力などの複合的な力を受ける部品であり、小端部や大端部は弾変形や摩耗し辛い素材が要求される。過去にはホンダRC30やNSX等で採用され、最近ではドカティがTi6Al-4V材のチタン・コンロッドを採用している。但し、無垢の真々では耐摩耗性が鋼材に比べ低いので表面にはPVD-CｒN被膜コーティングが施されている。エンジンの吸排気バルブの弁系統では、排気温度が900℃にも上昇するので、交番応力の掛かる弁座や曲げ応力の加わる軸には、耐クリープ性、長期間の安定性、延性、耐酸化性が必要とされる。吸気バルブは温度が低いのでTi6Al-4Vで十分であるが、排気バルブにはニヤαTIMETAL834（Ti-6Al-4Sn-4Zr-1Nb-1Mo-0.2Si-0.3Oをマトリックスにし、TiB粒子で強化したPM合金が使用される。