64チタン（Ti-6Al-4V）とは？特性・加工性・用途まで徹底解説

64チタン（Ti-6Al-4V）とは

64チタン（Ti-6Al-4V）は、アルファ・ベータ型のチタン合金であり、高強度・軽量・耐食性・生体適合性を併せ持つハイパフォーマンス素材です。 世界中のチタン使用量の50%以上を占めるほど汎用性が高く、「チタン合金の主力」とも言える存在です。

UNS番号はR56400、ASTMグレード5、別名TC4、Ti64などの呼称があります。

64チタンの化学成分

64チタンの主な特性

物理・化学的特性

• 比重：4.43（鉄の約60%）
• 融点：1540〜1650℃
• 熱伝導率：極めて低く、切削時に熱が集中
• 高温で化学反応性が高く、酸素・窒素に反応しやすい

機械的特性

• 引張強度（アニール材）：895〜1090MPa
• STA処理材：1100〜1220MPa
• 高い比強度を持つ → 軽量構造に最適
• ヤング率が小さい → 変形しやすい

耐食性

64チタンは空気中で自然酸化膜を形成し、塩化物環境下でも高い耐食性を示します。 ただし、還元性酸・乾燥塩素ガスでは注意が必要です。

生体適合性

優れた生体適合性と耐食性から、インプラントや人工骨に使用されます。 金属アレルギー対策には純チタンの方がより安全とされます。

疲労特性・ドウェル疲労

常温近傍でドウェル疲労（dwell fatigue）に弱いことが知られており、適切なショットピーニングなどで対策が必要です。

摩耗抵抗

摩擦に弱く、焼き付きやすいため摩耗用途には不向きです。

64チタンの加工性 ― 難削材としての現実

切削加工

熱がこもりやすく、刃先にダメージを与えるため、64チタンは難削材に分類されます。 また、切削くずが発火する危険性もあるため、安全対策が不可欠です。

溶接加工

チタンは高温で酸化しやすく、シールドガスによる保護が必須です。 TIG溶接が主流で、溶接部の清浄性が品質を左右します。

熱処理と冷間加工

アルファ相・ベータ相の制御により物性を調整可能。真空熱処理や不活性雰囲気中での処理が望まれます。

脱スケール・酸洗処理

熱処理後の酸化皮膜（アルファケース）を除去するため、酸洗＋機械的除去を併用。水素脆化には要注意です。

64チタン（Ti-6Al-4V）の代表的な用途

• 航空宇宙分野（例：ボーイング787、エアバスA350）
• 医療用途（人工関節、人工骨、外科用器具）
• 自動車部品（高性能エンジン部）
• マリン用途（シャフト、プロペラ）
• ゴルフクラブ、時計、ボルト、眼鏡フレームなどの精密部品

まとめ：64チタンは妥協のない高性能素材

加工の難しさはあるものの、軽さ・強さ・耐久性・生体適合性のすべてを求めるなら、64チタンは最適な選択肢です。 「軽量化＋高強度」の両立が必要な現場では、今後もその重要性は高まるばかりです。

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